Parafyletisch

juli 28, 2021admin

Parafyletische Definitie

Parafyletisch is een term die in de evolutiebiologie wordt gebruikt om een groep dieren te beschrijven die een gemeenschappelijke voorouder bevat en enkele, maar niet alle, nakomelingen. Een groep organismen omschrijven als een parafyletische groep impliceert dat om een of andere reden, sommige leden van de natuurlijke groep in een andere groep zijn geplaatst. Er zijn vele redenen waarom dit kan gebeuren.

Redenen waarom een groep parafyletisch is

Nieuw begrip

Soms zijn organismen die er ongelooflijk verschillend uitzien, in feite nauw verwant. Kijk naar de onderstaande grafiek, die de fylogenetische relaties tussen verschillende groepen dieren beschrijft.

Dit cladogram toont verschillende groepen dieren, waarbij het groen gearceerde gebied de reptielen voorstelt, oftewel de taxonomische groep “Reptilia”. Zoals duidelijk blijkt uit het plaatje, omvatten de reptielen een groep dieren die parafyletisch is. Deze groep is parafyletisch omdat zij de zoogdieren (“Mammalia”) en de vogels (“Aves”) uitsluit. Deze beide groepen stammen af van de eerste dieren met vruchtontwikkeling, de “Amniota”. De Amniota, als groep, zouden zowel de vogels als de zoogdieren omvatten, en zouden monofyletisch zijn.

Vele groepen die wij als natuurlijke groepen beschouwen, zoals de reptielen, zijn in feite parafyletisch. Hoewel zij vele verwante dieren en hun voorouders omvatten, houden deze parafyletische groepen geen rekening met het totaalbeeld en de diversiteit van het leven. Veel van deze indelingen zijn gemaakt in de tijd dat dieren alleen op hun uiterlijk werden beoordeeld. Toen moderne technieken zoals DNA-analyse de relaties tussen dieren konden duiden, werden nieuwe patronen waargenomen.

Onontdekte soorten

Vaak weten we niet eens dat een groep waar we het over hebben parafyletisch is. Veel soorten in de wereld blijven onontdekt, waardoor ze niet in een fylogenie kunnen worden geplaatst. Als een groep niet alle bestaande soorten omvat, is het een parafyletische groep. Een parafyletische groep is niet noodzakelijk verkeerd, want hij toont wel de verwantschap tussen organismen en hun nakomelingen. Maar door parafyletische groepen te analyseren, kunnen wetenschappers geen volledig beeld krijgen van de relaties tussen dieren.

Taal

Vaak weegt de gemeenschappelijke taal voor dieren zwaarder dan de wetenschappelijke namen die aan hen worden toegekend. Hoewel dit zeer gunstig is voor gewone mensen die proberen te communiceren over verschillende dieren, is het vaak een pijn voor wetenschappers die proberen de complexe relaties tussen dieren te beschrijven. Neem nu het woord “wesp”. Wat betekent dat voor u? Het betekent waarschijnlijk een insect, met vleugels, een dun buikgedeelte, en een scherpe angel. Hoewel die definitie voldoende is om te begrijpen wat iemand bedoelt als hij het woord “wesp” zegt, zegt ze je lang niet genoeg als je entomoloog bent. Kijk eens naar de parafyletische fylogenetische boom hieronder.

Hier kun je duidelijk zien dat wat leken “wespen” noemen, eigenlijk een parafyletische groep is die de mieren en de bijen uitsluit. Als je erover nadenkt, is het gemakkelijk te zien hoe deze insecten verwant zijn met wespen, maar het is nog steeds verkeerd om een mier of een bij een wesp te noemen. Toch zouden ze, volgens de genetische verwantschap tussen de dieren, allemaal deel moeten uitmaken van dezelfde fylogenetische groepering.

Taal is een veel voorkomende barrière voor evolutionaire biologen, en creëert veel parafyletische groeperingen. Dit gebeurt vaak onbewust, omdat we onze taal gewoon van onze ouders erven en moeten leren hoe we die het beste kunnen gebruiken. Hoewel nu bijvoorbeeld wordt erkend dat mieren en bijen eigenlijk een subgroep vormen van de parafyletische wespengroep, zullen wij ze altijd mieren en bijen blijven noemen. Mieren zullen niet “vleugelloze wespen” genoemd worden, noch zullen bijen “harige wespen” worden. Taal heeft de neiging te blijven hangen, waardoor parafyletische groepen min of meer een vereiste zijn bij het bespreken van evolutie en de relaties tussen soorten.

Quiz

1. Een onderzoeker die de evolutie van vliegende dieren bestudeert, groepeert een vleermuis en een vlinder, en labelt ze als “Dingen die vliegen”. Wat voor groep is dit?
A. Parafyletisch
B. Polyfyletisch
C. Monofyletisch

Antwoord op vraag 1

B is juist. Deze groep kan weliswaar allemaal vliegen, maar heeft deze eigenschap niet van een gemeenschappelijke voorouder geërfd. Daarom delen de dieren, in plaats van een homologie, een homoplasie. Dit maakt de groepering ongeldig, in de zin dat de dieren feitelijk verwant zijn.

2. De komst van moderne DNA-analysetechnieken bracht vele parafyletische groepen aan het licht binnen de door de wetenschap gesteunde classificatieschema’s. Waarom is DNA meer onthullend dan andere eigenschappen die dieren hebben?
A. Het is onwaarschijnlijk dat DNA een homoplasie heeft.
B. DNA kan geen foute fylogenieën opleveren.
C. DNA is niet onthullender dan andere methoden.

Antwoord op vraag #2

A is juist. Een homoplasie, of “valse homologie”, is een eigenschap die er bij twee soorten hetzelfde uitziet, maar die in werkelijkheid door convergente evolutie is overgeërfd. Wanneer een gelijksoortige omgeving een gelijksoortige druk uitoefent op verschillende soorten, hebben ze de neiging om gelijksoortige aanpassingen te evolueren. Hoewel DNA-analyses zich kunnen vergissen, is het veel waarschijnlijker dat een gelijksoortige streng DNA door een gemeenschappelijke voorouder is ontstaan, dan dat het eigenlijke DNA identiek is. Dit komt doordat twee eiwitten die dezelfde functie hebben, zeer verschillende aminozuren kunnen hebben, en afkomstig zijn van verschillend DNA. Het gevolg is dat het DNA duidelijk laat zien welke dieren eigenschappen hebben ontwikkeld door afstamming, en welke eigenschappen gewoon door convergente evolutie zijn ontstaan.

3. In het laboratorium doet een wetenschapper pijnlijke pogingen om een volledig synthetische bacteriesoort te creëren. Hoewel de synthetische bacterie eruit ziet en functioneert als een gewone bacterie, is zij samengesteld uit volledig synthetische, niet-natuurlijke onderdelen. Zelfs het DNA is samengesteld uit unieke nucleotiden, die niet voorkomen in het dierenrijk. De wetenschapper beweert dat de nieuwe bacterie tot een eigen monofyletische groep behoort. Heeft de wetenschapper gelijk?
A. Nee, de groep is parafyletisch
B. Ja
C. Nee, er kunnen andere soorten zijn

Antwoord op vraag #3

B is juist. Ja, in dit geval heeft de wetenschapper helemaal gelijk. De nieuwe soort, die geen voorouders heeft, vertegenwoordigt een nakomeling en al zijn voorouders. In tegenstelling tot andere groepen van natuurlijke dieren, is het niet verwant aan iets anders. Hoewel hij op bacteriën lijkt, is hij gewoon een product van convergente evolutie. De groep kan niet parafyletisch zijn omdat er geen andere soorten zijn die eventueel aan de groep zouden kunnen worden toegevoegd.