種系發(fā)生

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種系發(fā)生 (希臘語(yǔ) φυλογ?νεση,φ?λο,現(xiàn)代希臘語(yǔ):fílo - 種系,性別和γενν?ση,現(xiàn)代希臘語(yǔ):jénnissi - 新生,誕生。也被稱作系統(tǒng)發(fā)生。)是指在地球歷史發(fā)展過(guò)程中生物種系的發(fā)生和發(fā)展。

這個(gè)概念不單止用于動(dòng)物種系的發(fā)生發(fā)展,還會(huì)用在系統(tǒng)學(xué)各個(gè)層面的分類單元上面。它也會(huì)被用到某一特征的在生物發(fā)育過(guò)程中的進(jìn)化這一方面。

種系發(fā)生的研究是通過(guò)以下的手段實(shí)現(xiàn)的:

化石形態(tài)學(xué)和解剖學(xué)特征的比較和研究,

現(xiàn)存生物的形態(tài)學(xué),解剖學(xué)和生理學(xué)特征的比較,

生物,特別是現(xiàn)存生物的個(gè)體發(fā)生研究,

DNA分析,例如測(cè)序和分子種系發(fā)生方法。

通過(guò)這些數(shù)據(jù),人們就可以為生物建立一棵種系發(fā)生樹(shù)(演化樹(shù)),其中描述了各個(gè)物種之間可能有的親緣關(guān)系

種系發(fā)生研究的最大困難是,種系發(fā)生的進(jìn)化過(guò)程是不能被直接通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)被證實(shí)的。所以各個(gè)方面的證據(jù)都要被綜合起來(lái)分析。由于對(duì)這些證據(jù)的側(cè)重不同,會(huì)經(jīng)常造成有多個(gè)不同的演化樹(shù)版本,例如原口類動(dòng)物的幾個(gè)門究竟是歸到蛻皮動(dòng)物(來(lái)自遺傳學(xué)方面的證據(jù))還是關(guān)節(jié)動(dòng)物(形態(tài)學(xué)方面的證據(jù))。

特征被分為同源和同功兩種。

同源,例如同源器官或是同源的行為方式,會(huì)顯示出相同的軀體基本構(gòu)造,因?yàn)榄h(huán)境的不同而進(jìn)化成不同的外形或功能。同源器官的外形和功能可以相差很大。一個(gè)很好的例子就是脊椎動(dòng)物的前肢。它們可以成為足,翅膀(鳥, 翼龍,蝙蝠),鰭(魚,企鵝,魚龍,鯨),手(人類,猿和一些恐龍),挖掘工具(田鼠,裸濱鼠,袋鼴)。但其骨骼構(gòu)造卻是相似的。這些相似性只能用種系發(fā)生的理論去解釋。

同源特征證實(shí)了物種間的親緣關(guān)系,是重構(gòu)進(jìn)化樹(shù)的有力手段。同源現(xiàn)象在生物學(xué)中可以進(jìn)一步分為直系同源(直系同源是指在不同物種中的某一基因來(lái)自同一祖先)和旁系同源(種系間的基因復(fù)制) 。

同功,例如同功器官外形的相似,功能的相同,但它們卻是通過(guò)趨同演化獨(dú)立發(fā)展出來(lái)開(kāi)的。如墨魚的眼睛和脊椎動(dòng)物的眼睛,它們外形構(gòu)造相似,功能都是感光。但透過(guò)顯微鏡可看到,它們的微細(xì)結(jié)構(gòu)不一樣。對(duì)個(gè)體發(fā)生的研究顯示,它們是從不同胚層發(fā)育而來(lái)的。同功現(xiàn)象并不是親緣關(guān)系的證據(jù)。

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