Evoluutioluokka (biologia) – määritelmä, ero kladiin ja esimerkit
Evoluutioluokka – selkeä määritelmä, ero kladiin ja havainnolliset esimerkit biologian käsitteistä. Opi luokkien merkitys, ominaisuudet ja käyttö käytännön esimerkkien avulla.
Evoluutioluokka on ryhmä lajeja, jotka ovat samalla organisaatiotasolla ja joilla on samanlainen morfologinen ja/tai fysiologinen rakenne tai elintapa. Termi korostaa rakennetta ja toiminnallista samanlaatuisuutta ennemmin kuin tiukkaa sukulaisuussuhdetta.
Se viittaa eläin- tai kasviryhmään, joka on hyvin samankaltainen, mutta joka ei ole klaadi. Niillä on samanlainen morfologinen tai fysiologinen monimutkaisuus, ja ne ovat usein sopeutuneet samaan elämäntapaan — esimerkiksi maanpäällisiin petoihin, vesieliöihin tai lehtien murskaamiseen erikoistuneisiin muotoihin.
Ero klaadiin
Klaadi (tai monofyletinen ryhmä) sisältää yhteisen kantavan esi-isän ja kaikki tämän esi-isän jälkeläiset. Evoluutioluokka sen sijaan voi olla parafyletinen (sisältää kantavan esi-isän ja osan jälkeläisistä) tai polyfyletinen (koostuu eri kantaisistä lajeista, joilla on samankaltaisuus konvergentin evoluution kautta).
Evoluutioluokka korostaa tyypillisesti samanlaista rakennetta tai elämäntapaa, mutta ei vaadi täydellistä fylogeneettistä kattavuutta. Nykyinen systematiikka suosii klaadeja, koska ne kuvaavat sukupuutollisen polveutumisen historiallista yhtenäisyyttä, kun taas luokat kuvaavat usein funktiota, ekologista roolia tai morfologista tasoa.
Historia ja termin käyttö
Julian Huxley käytti käsitettä erotuksena kladista, ja hän toi esiin tarpeen erottaa käytännölliset, funktionaaliset ryhmät puhtaasti sukupuun perusteella muodostetuista ryhmistä. Myöhemmin tutkijat kuten Ernst Mayr kannattivat termin käyttöä — erityisesti kirjoitettaessa taksonomiasta ja evoluution historiasta, jossa käytännöllinen luokittelu on joskus hyödyllistä.
Esimerkkejä evoluutioluokista
- Matelijat (perinteinen Reptilia): perinteinen Matelijat-ryhmä jättää usein linnut ulkopuolelle, vaikka linnut polveutuvat matelijoita lähestyvistä suvun haaroista — tällöin Reptilia on parafyletinen.
- Kalat: sana "kalat" kattaa useita eri evolutiivisia linjoja (lohi-, hait, piikkihäntäiset jne.). Koska tetrapodit polveutuvat eräistä kaloista (törmäkaloista), pelkkä "kalat" ei välttämättä muodosta klaadia.
- Alkueliöt (protistit): historiallisesti kaikki ei-sieni-, ei-kasvi- eikä eläin-eukaryootit on luokiteltu protisteiksi — tämä ryhmä on selvästi para- tai polyfyletinen.
- Selkärangattomat: käytännöllinen termi, jolla viitataan eläimiin ilman selkärankaa, mutta se ei muodosta monofyletistä ryhmää.
- Lämpimät (endotermiset) eläimet: ryhmä, joka yhdistää eläimiä, joilla on korkea aineenvaihdunnan ylläpito — esimerkiksi linnut ja nisäkkäät — mutta lämpötilan säätely on evolutiivisesti kehittynyt itsenäisesti eri viivoissa, joten tällainen luokittelu voi olla polyfyletinen.
- Kaksisirkkaiset (dicots): perinteinen kaksisirkkaisten ryhmä kasveissa osoittautui parafyletiseksi, kun filogenia tutkittaessa paljastui, että osa niistä muodostaa erillisen eudicot-ryhmän.
Käyttöarvo ja kritiikki
Evoluutioluokat ovat käytännöllisiä, kun halutaan puhua organismien rakenteellisista, ekologisista tai toiminnallisista yhtäläisyyksistä — esimerkiksi fysiologian, ekologian tai paleontologian yhteydessä, kun fossiiliset tiedot ovat puutteellisia. Ne auttavat kuvaamaan adaptiivisia tyyppejä (”adaptational grades”) ja vertailevaa biologiaa.
Kritiikki kohdistuu siihen, että evoluutioluokat saattavat hämärtää todellisia sukulaisuussuhteita ja johtaa harhaan, jos niitä pidetään muodollisina taksoneina ilman huomioita filogeneettisesta suhteesta. Moderni taksonomia pyrkii ensisijaisesti määrittämään monofyletisiä ryhmiä (klaadeja), jotta luokittelu heijastaisi evolutiivista historiaa.
Yhteenveto
Evoluutioluokka on hyödyllinen käsite, kun halutaan korostaa samanlaista rakennetta, toimintatapaa tai ekologista roolia yli useiden lajien. Se eroaa kladista siinä, että se ei välttämättä muodosta monofyletistä yksikköä. Nykyinen biologinen järjestelmä pyrkii selkeisiin, filogeniaa seuraaviin klaadeihin, mutta evoluutioluokat säilyttävät paikkansa käytännön ja kuvauksen työkaluna, erityisesti ilmiöiden ja adaptaatioiden selittämisessä.
Biologisen ryhmän kladogrammi (suku). Vihreä laatikko voi edustaa evoluutioastetta, ryhmää, jota yhdistävät anatomiset ja fysiologiset piirteet fylogenian sijaan. Punaiset ja siniset laatikot ovat kladeja (eli täydellisiä monofyleettisiä alipuita). Myös sininen ja vihreä laatikko muodostavat yhdessä yhden kladin.
Tausta
Evoluutioluokka on ryhmä lajeja, joita yhdistää samankaltaisuus. Nämä samankaltaisuudet johtivat siihen, että niille annettiin nimi. Mutta nyt, jotta kyseessä olisi kladi, koko ryhmän ensimmäisestä tunnetusta jäsenestä nykypäivään on oltava mukana.
Yleisimmin mainittu esimerkki ovat matelijat. 1800-luvun alussa tetrapodit luokiteltiin neljään tuttuun luokkaan: sammakkoeläimiin, matelijoihin, lintuihin ja nisäkkäisiin. Tässä järjestelmässä matelijat määriteltiin sellaisten ominaisuuksien perusteella kuin munien muniminen, suomujen tai suomujen peittämä iho ja kylmäverinen aineenvaihdunta.
Nyt kuitenkin tiedämme, että sammakkoeläimistä syntyi varhaisia munivia amniootteja. Näistä syntyivät sauropsidit (matelijoiden ja lintujen esi-isät) ja synapsidit (nisäkkäiden esi-isät). "Matelija" on vain yleinen termi niille sauropsideille, jotka ovat säilyneet elossa nykypäivään asti, lukuun ottamatta lintuja. Jokapäiväisenä sanana kaikki ymmärtävät sen. Mutta nykyaikaisena tieteellisenä terminä se ei ole enää hyvä, ja sitä käytetään vähemmän.
Parafylaktiset ja polyfylaktiset taksonit edustavat usein evoluutioasteikkoja. Joissakin tapauksissa parafyliset taksonit yhdistyvät yksinkertaisesti siksi, että ne eivät kuulu mihinkään muuhun ryhmään, ja niistä syntyy niin sanottuja roskakoritaksoneita.
Esimerkkejä
- Bryofyyttejä pidettiin pitkään luonnollisena ryhmänä, joka määriteltiin maakasveiksi, joilla ei ole verisuonistoa. Molekulaariset todisteet osoittavat, että bryofyytit eivät ole monofyyttisiä, sillä sammalet, maksaruohot ja sarvivälkkeet ovat itse asiassa erillisiä sukulinjoja, joista sammalet ovat lähimpänä verisuonikasveja. Nämä kolme klaasia ovat kuitenkin samankaltaisen monimutkaisia, ja "mryofyyttien luokka" on hyödyllinen vertailukohta analysoitaessa varhaisia kasveja - se antaa tietoa sellaisten fossiilien asemasta, joita ei aina voida luokitella eläviin ryhmiin.
- Kalat edustavat luokkaa, koska ne ovat synnyttäneet maalla elävät selkärankaiset. Itse asiassa kolme perinteistä kalaluokkaa (Agnatha, Chondrichthyes ja Osteichthyes) edustavat kaikki evoluutioasteita. On selvää, että kaikki käyttävät jatkossakin sanaa kalat; tämä vain korostaa sitä, että ne eivät ole monofyleettinen klaadi.
- Dinosaurukset ja linnut ovat varsinainen monofylinen ryhmä. Muuten ne eivät ole.
- Labyrinthodontit ovat evoluutioluokka, eikä ryhmä ole enää termi taksonomiassa.
- Synapsidit eivät voi olla kladi, ellei nisäkkäitä oteta mukaan.
- Nautiloidit. Kladistisesti katsottuna nautiloidit ovat parafylaktinen ryhmä, jolla on yhteisiä alkukantaisia piirteitä, joita ei löydy pääjalkaisista. Toisin sanoen ne ovat evoluutioaste, jonka uskotaan synnyttäneen sekä ammonoidit että koleoidit.
Bryophyta, sammalet laajassa merkityksessä, ovat fysiologisesti alkeellisia maakasveja.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on evoluutioaste?
A: Evoluutioaste on samalla organisaatiotasolla olevien lajien ryhmä, joka ei ole kladi.
K: Kuka keksi termin "evoluutioaste"?
V: Julian Huxley keksi termin "evoluutioaste".
K: Mitä eroa on kladin ja evoluutioluokan välillä?
V: Kladi on tiukasti fylogeneettinen yksikkö, kun taas evoluutioluokka viittaa eläin- tai kasviryhmään, joka on hyvin samankaltainen mutta ei ole kladi.
K: Mikä on esimerkki evoluutioluokan ominaisuudesta?
V: Esimerkki evoluutioluokan ominaisuudesta on samanlainen morfologinen tai fysiologinen monimutkaisuus.
K: Kuka on voimakkaasti tukenut "luokan" käyttöä terminä biologiassa?
V: Ernst Mayr kannatti voimakkaasti "asteen" käyttöä terminä biologiassa.
K: Mikä on termin "evoluutioaste" käytön tarkoitus?
V: Evoluutioluokka-termin käytön tarkoituksena on kuvata lajiryhmää, joka on morfologialtaan tai fysiologialtaan samankaltainen mutta ei välttämättä polveudu yhteisestä esi-isästä.
K: Kuinka kauan termiä "luokka" on käytetty biologiassa?
V: Ernst Mayrin mukaan termiä "luokka" on käytetty jo jonkin aikaa ennen kladismia.
Etsiä