Filogenetik

Biyolojide filogenetik çeşitli organizma grupları (örneğin türler veya topluluklar) arasındaki evrimsel ilişkinin araştırmasıdır. Bu ilişkiler filogeni olarak adlandırılır. Filogenetik terimi Yunanca kökenlidir, "kabile, ırk" anlamına gelen file veya filon (φυλή/φῦλον) ve doğumla ilişkili anlamındaki genetikos (γενετικός) ("doğum" anlamında olan genesis (γένεσις) kökünden gelir) terimlerinden türetilmiştir. Organizmaların sınıflandırması ve adlandırması olan taksonomi, filogenetikten büyük miktarda etkilenmiştir ama yöntemsel ve mantıksal olarak farklıdır.^[1] Bu iki saha, "kladizm" veya "kladistik" olarak bilinen filogenetik sistematik bilim dalında örtüşürler. Filogenetik sistematikte taksonları birbirinden ayırt etmek için sadece filogenetik ağaçlar kullanılır.^[2] Evrimsel hayat ağacının araştırılması için filogenetik analiz yöntemleri vazgeçilmez hâle gelmiştir.

İlgili bir kavram olan filogenez, bir biyolojik türün (veya bir organizmalar grubunun) bir dizi şekillerden geçerek meydana gelen evrimsel gelişimidir. Bu terim bir organizmanın belli bir özelliğinin (örneğin anatomik bir yapısının) gelişimi için de kullanılabilir. Bu ismin sıfat hali filogeniktir.

Filogenetik ağaç yapımı[değiştir | kaynağı değiştir]

Evrim bir dallanma süreci olarak düşünülebilir. Topluluklar zaman içinde değişime uğrar ve bunun sonucu farklı dallar halinde türleşir, birbiriyle melezlenir veya tükenerek son bulur. Bu süreçler bir filogenetik ağaç olarak gösterilebilir.

Filogenetiğin çözmeye çalıştığı sorun, genetik verilerin sadece bugüne ait olması, fosil kayıtlarının (osteometrik verilerin) ise tesadüfi ve güvenilmez olmasıdır. Tüm ağacın çizilebilmesi içine evrimin nasıl çalıştığı hakkındaki bilgiler kullanılır.^[3] Dolayısıyla filogenetik ağaç, evrimsel olayların meydana gelme sırasıyla ilgili bir hipoteze bağlıdır.^[4]

Kladistik, canlı gruplarının birbiriyle paylaştığı özelliklere göre sınıflandırma yapması nedeniyle filogenetik ağaçlar hakkında çıkarım yapmak için hâlen tercih edilen yöntemdir. Filogenik çıkarımları yapmak için kullanılan en yaygın yöntemler arasında parsimoni, maksimum olasılık ve Markov zinciri Monte Karlo-temelli Bayes çıkarımı sayılabilir. Yirminci yüzyıl ortalarında popüler olan ama günümüzde geçerliliğini yitirmiş olan fenetik, uzaklık matrisine dayalı yöntemler kullanarak toplam benzerliğe dayalı ağaçlar inşa etmekte kullanılır, bunların filogenetik ilişkilere karşılık geldiği varsayılır. Tüm bu yöntemler söz konusu biyolojik türlerde gözlemlenen özelliklerin evrimleşmesini betimleyen matematik modellere dayalıdır ve genelde moleküler filogenetikte uygulanırlar. Moleküler filogenetik durumunda kullanılan biyolojik özellikler, nükleotit veya amino asit dizileridir.

Organizmaların gruplandırılması[değiştir | kaynağı değiştir]

Filogenetik gruplar (taksonlar) monofiletik, parafiletik veya polifiletik olabilir.

Filogenetik ağaçlardaki gruplamaları tarif etmek için belli terimler vardır. Örneğin, tüm kuşlar ve sürüngenlerin tek bir ortak atadan geldiğine inanılmaktadır, dolayısıyla bu taksonomik gruplamaya (sağdaki şekilde sarı gösterilen) monofiletik denir. "Modern sürüngenler" (şekilde siyan renkli) ortak bir ataya sahip olan bir gruptur ama bu atanın tüm ahvadını içermez (kuşlar hariçtir). Bu, parafiletik bir grubun örneğidir. Sıcak kanlı hayvanlar gibi bir grup, hem memelileri hem de kuşları (şekilde kırmızı/turuncu) ve polifiletik olarak adlandırılır çünkü bu grubun üyeleri en yakın ortak atayı içermez.

Moleküler filogenetik[değiştir | kaynağı değiştir]

Organizmalar arasındaki evrimsel bağlantıların grafik gösterimi filogenetik ağaçlarla yapılır. Evrim doğrudan gözlemlenemeyen uzun süreler içinde meydana geldiği için, biyologlar filogenileri inşa edebilmek için günümüz organizmaları arasındaki evrimsel ilişkiler hakkında çıkarımlar yapmak zorundadır. Fosiller filogenilerin inşasında yardımcı olabilir; ama fosil kalıntılar çoğu zaman faydalı olamayacak derecede seyrektir. Eskiden fenotiplere, genellikle anatomik karakteristiklere bakılarak filogenetik ilişkiler belirlenmekteyken, günümüzde filogenetik ağaçları inşa etmek için moleküler veriler (örneğin protein ve DNA dizileri) kullanılmaktadır.^[5]

Ernest Haeckel'in yineleme teorisi[değiştir | kaynağı değiştir]

19. yüzyılda Ernest Haeckel'in yineleme (recapitulation) kuramı ve biyogenetik kanunu genel kabul görmüştü. Bu teori genelde "ontogeni filogeniyi yineler" olarak ifade edilir, yani bir organizmanın gelişimi o türün evrimsel gelişimini aynen yansıtır. Haeckel'in hipotezinin ilk versiyonu, embriyonun yetişkin evrimsel atalar şeklinde olduğu, artık yanlış kabul edilmektedir. Hipotezin yeni ifadesi, embriyonun gelişiminin evrimsel ataların embriyolarınkini yansıttığıdır. Haeckel, beş profesör tarafından kanıt olarak gösterdiği embriyoların fotoğraflarını tahrif etmekle suçlanmıştır (bkz. Ernest Haeckel). Çoğu modern biyolog, ontogeni ve filogeni arasında çok sayıda bağlantı olduğunu kabul eder, bunları evrim teorisi ile açıklar veya bu teori için bu ilişkileri destekleyici kanıt olarak görür. Donald Williamson larva ve embriyoların, başka taksonlardan melezleme yoluyla aktarılmış yetişkinlere karşılık geldiğini öne sürmüştür (larval transfer teorisi).^[6]^[7]

Gen transferi[değiştir | kaynağı değiştir]

Genelde organizmalar genleri iki yoldan kalıt alabilirler: dikey gen transferi ve yatay gen transferi/ Dikey gen transferi genlerin ebeveynden yavruya aktarımıdır; yatay gen transferi ise birbiriyle ilişkisiz organizmalar arasında genlerin geçmesi ile meydana gelir. Yatay gen transferi prokaryotlarda sık rastlanan bir olgudur.

Yatay gen transferi organizmaların filogenisinin belirlenmesini karmaşıklaştırmıştır. Belli organizma gruplarında filogenetik ağacı çizmek için hangi gene bakıldığına bağlı olarak farklı filogenilerin elde edildiği rapor edilmiştir.

Carl Woese, ribozomal RNA'yı kodlayan genlerin evrimsel anlamda çok eski oldukları ve yatay gen transferi göstermeden (veya çok az göstererek) tüm canlı soylarında bulunduklarını keşfetmiştir. Bu bulgusuna dayanarak Woese canlılarda üç saha (üst-alem) teorisini ortaya atmıştır. Filogenileri oluşturmak için ribozomal RNA dizilerin moleküler saat olarak kullanılması yaygın bir yöntemdir.

Bu yöntem özellikle mikroorganizmaların filogenisi için özellikle faydalı olmuştur çünkü mikroorganzimalar fenotipik özelliklerine dayanarak sınıflandırılamayacak kadar birbirlerine benzerler. Ayrıca biyolojik türlere hakkındaki geleneksel kavramlar mikroorganizmalara uygulanmaktadır.

Takson örneklemesi ve filogenetik sinyal[değiştir | kaynağı değiştir]

Moleküler biyolojideki ileri dizileme teknolojilerinin gelişimi sayesinde, filogenileri belirlemek için büyük miktarlarda veri (DNA veya protein dizileri) elde etmek mümkün hale gelmiştir. Örneğin, mitokondriyal genomlara dayanan karakter matrisleri kullanan bilimsel çalışmalar yaygındır. Ancak, kimi araştırmacı, bu matrislerdeki karakter sayısının yüksek olmasındansa takson sayısının yüksek olmasının daha önemli olduğunu iddia etmiştir, çünkü takson sayısı ne kadar çok olursa elde edilecek filogeni o derece daha güvenilir olur. Bunun bir nedeni uzun dalların ayrışmasıdır. Mümkün olduğu durumlarda fosil verilerinin filogenilere dahil edilmesinin bu yüzden önemli bir neden olduğu öne sürülmüştür.^[8]

Ağaç inşasının doğruluğuna etki eden bir diğer önemli unsur, kullanılan veride faydalı bir filogenetik sinyal olup olmadığıdır. Filogenetik sinyal terimi, birbiriyle ilişkili organizmaların genetik malzeme veya fenotipik özellikleri bakımından birbirlerine benzeyip benzemedikleri ile ilgilidir.^[9]

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

^ Edwards AWF, Cavalli-Sforza LL (1964). Systematics Assoc. Publ. No. 6: Phenetic and Phylogenetic Classification (Ed.). Reconstruction of evolutionary trees. ss. 67-76. Phylogenetics is that branch of life science,which deals with the study of evolutionary relation among various groups of organisms, through molecular sequencing data.
^ Speer, Vrian (1998). "UCMP Glossary: Phylogenetics". UC Berkeley. 18 Aralık 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mart 2008.
^ Cavalli-Sforza LL, Edwards AWF (1967). "Phylogenetic analysis: Models and estimation procedures". Evol. 21 (3). ss. 550-570. doi:10.2307/2406616.
^ "Y-DNA Haplogroup Tree". 2002. 26 Aralık 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Mayıs 2010.
^ Pierce, Benjamin A. Genetics: A conceptual Approach (3.3 tarih =17 Aralık 2007 bas.). W. H. Freeman. ISBN 978-0716-77928-5. KB1 bakım: Dikey çizgi eksik (link)
^ Williamson DI (31 Aralık 2003). "xviii". The Origins of Larvae (2.2sayfa=261 bas.). Springer. ISBN 978-1402-01514-4.
^ Williamson DI (2006). "Hybridization in the evolution of animal form and life-cycle". Zoological Journal of the Linnean Society. Cilt 148. ss. 585-602. doi:10.1111/j.1096-3642.2006.00236.x.
^ Zwickl DJ, Hillis DM (2002). "Increased taxon sampling greatly reduces phylogenetic error". Systematic Biology. Cilt 51. ss. 588-598. doi:10.1080/10635150290102339. PMID 12228001.
^ Blomberg SP, Garland T Jr, Ives AR (2003). "Testing for phylogenetic signal in comparative data: behavioral traits are more labile". Evolution. Cilt 57. ss. 717-745. PDF 16 Haziran 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

Dış bağlantılar[değiştir | kaynağı değiştir]

Interactive Tree of Life25 Mayıs 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. filogenetik ağaç görüntüleme programı
PhyloCode Filogenetik adlandırma sistemi
ExploreTree4 Temmuz 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. filogenetik ağaç görüntüleme programı
UCMP Exhibit Halls: Phylogeny Wing4 Şubat 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Canlı taksonomilerini incelemek için enteraktif sergi.
Willi Hennig Society18 Ağustos 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (Filogenetik sistematik araştırma derneği) (İngilizce)
Filogenetica.org in Spanish24 Aralık 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (Filogenetik araştırma derneği) (İspanyolca)
PhyloPat, Phylogenetic Patterns (genlewre dayalı filogenetik ağaşlar veritabanı)
Phylogenetic inferring on the T-REX server18 Eylül 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (filogenetik ağaç kurma araçları)
Mesquite (Filogenetik araştırma programı)
NCBI - Systematics and Molecular Phylogenetics1 Haziran 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (İngilizce)
What Genomes Can Tell Us About the Past - Sydney Brenner'in bir konferansı (İngilizce)
Mikko Filogeni Arşivi22 Mayıs 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
Gen dizisine göre filogenetik çıkarım15 Haziran 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

[1] Edwards AWF, Cavalli-Sforza LL (1964). Systematics Assoc. Publ. No. 6: Phenetic and Phylogenetic Classification (Ed.). Reconstruction of evolutionary trees. ss. 67-76. Phylogenetics is that branch of life science,which deals with the study of evolutionary relation among various groups of organisms, through molecular sequencing data.

[2] Speer, Vrian (1998). "UCMP Glossary: Phylogenetics". UC Berkeley. 18 Aralık 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mart 2008.

[3] Cavalli-Sforza LL, Edwards AWF (1967). "Phylogenetic analysis: Models and estimation procedures". Evol. 21 (3). ss. 550-570. doi:10.2307/2406616.

[4] "Y-DNA Haplogroup Tree". 2002. 26 Aralık 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Mayıs 2010.

[Pierce2007-5] Pierce, Benjamin A. Genetics: A conceptual Approach (3.3 tarih =17 Aralık 2007 bas.). W. H. Freeman. ISBN 978-0716-77928-5. KB1 bakım: Dikey çizgi eksik (link)

[Williamson2003-6] Williamson DI (31 Aralık 2003). "xviii". The Origins of Larvae (2.2sayfa=261 bas.). Springer. ISBN 978-1402-01514-4.

[7] Williamson DI (2006). "Hybridization in the evolution of animal form and life-cycle". Zoological Journal of the Linnean Society. Cilt 148. ss. 585-602. doi:10.1111/j.1096-3642.2006.00236.x.

[Zwickl2002-8] Zwickl DJ, Hillis DM (2002). "Increased taxon sampling greatly reduces phylogenetic error". Systematic Biology. Cilt 51. ss. 588-598. doi:10.1080/10635150290102339. PMID 12228001.

[Blomberg2003-9] Blomberg SP, Garland T Jr, Ives AR (2003). "Testing for phylogenetic signal in comparative data: behavioral traits are more labile". Evolution. Cilt 57. ss. 717-745. PDF 16 Haziran 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

g t d Evrimsel biyoloji
Giriş Ana hatlar Evrimsel tarih kronolojisi Yaşamın evrimsel tarihi Dizin
Evrim	Abiyogenez Adaptasyon Adaptif radyasyon Diğerkâmlık Hile yapmak Karşılıklı Baldwin etkisi Kladistik Birlikte evrim Mutualizm Ortak ata Yakınsak evrim Iraksak evrim Yeryüzündeki ilk yaşam Evrimin kanıtları Evrimsel silahlanma yarışı Evrimsel baskı Eksaptasyon Soy tükenmesi Yok oluş Homoloji Son evrensel ortak ata Makro evrim Mikro evrim Uyumsuzluk Adaptif olmayan radyasyon Panspermia Paralel evrim Sinyalizasyon teorisi Handikap ilkesi Türleşme Tür Tür kompleksi Türler sorunu Taksonomi Seçilim birimleri Gen merkezli evrim görüşü
Popülasyon genetiği	Yapay seçilim Biyoçeşitlilik Evrimsel olarak istikrarlı strateji Fisher prensibi Seçilim değeri Kapsayıcı Gen akışı Genetik sürüklenme Akraba seçilimi Ebeveyn yatırımı Ebeveyn-yavru çatışması Mutasyon Popülasyon Doğal seçilim Eşeysel dimorfizm Cinsel seçilim Eş seçimi Sosyal seçilim Trivers-Willard hipotezi Varyasyon
Gelişim	Kanalizasyon Evrimsel gelişim biyolojisi Genetik asimilasyon İnversiyon Modülerlik Fenotipik plastisite
Taksonlara göre evrim	Bakteriler Kuşlar köken Brachiopodalar Yumuşakçalar Kafadan bacaklılar Dinozorlar Balıklar Mantarlar Böcekler Kelebekler Memeliler kediler köpekgiller kurtlar köpekler sırtlangiller yunuslar ve balinalar atlar kangurugiller primatlar insanlar lemurlar deniz inekleri Bitkiler tozlayıcı aracılı Sürüngenler Örümcekler Dört üyeliler Virüsler
Organlara göre evrim	Hücreler DNA Kamçı Ökaryotlar simbiyogenez kromozom endomembran sistemi mitokondri çekirdek plastitler Hayvanlarda göz kıl kulak kemikleri sinir sistemleri beyin
Sürece göre evrim	Yaşlanma ölüm programlanmış hücre ölümü Kuşların uçuşu Biyolojik karmaşıklık Karşılıklı yardımlaşma Renkli görme primatlarda Duygular Empati Etik Gerçek sosyal yaşam Bağışıklık sistemi Metabolizma Tek eşlilik Ahlak Mozaik evrim Çok hücrelilik Eşeyli üreme Gamet farklılaşması/cinsiyetler Yaşam döngüleri/nükleer evreler Çiftleşme tipleri Mayoz Biyolojik cinsiyet belirleme Yılan zehri
Tempo ve biçimler	Tedricilik/Sıçramalı evrim/Sıçramacılık Mikromutasyon/Makromutasyon Üniformitaryanizm/Katastrofizm
Türleşme	Allopatrik Anagenez Katagenez Kladogenez Ortak türleşme Ekolojik Hibrit Ekolojik olmayan Parapatrik Peripatrik Takviye Simpatrik
Tarih	Rönesans ve Aydınlanma Çağı Türlerin transmutasyonu David Hume Tabiî Din Üzerine Diyaloglar Charles Darwin Türlerin Kökeni Paleontoloji tarihi Geçiş fosili Karışmalı kalıtım Mendel genetiği Darwinizmin tutulması Modern evrimsel sentez Moleküler evrimin tarihçesi Genişletilmiş evrimsel sentez
Felsefe	Darwinizm Alternatifler Katastrofizm Lamarkizm Ortogenez Mutasyonizm Sıçramacılık Yapısalcılık Spandrel Teistik Vitalizm Biyolojide teleoloji
Alakalı	Biyocoğrafya Ekolojik genetik Grup seçilimi Kültürel evrim Kültürel grup seçimi İkili kalıtım teorisi Hologenom evrimi teorisi Kayıp kalıtım problemi Moleküler evrim Astrobiyoloji Filogenetik Ağaç Polimorfizm Eobiont Sistematik Transgenerasyonel epigenetik kalıtım
Kategori Commons Vikiproje

g t d Filogenetik
İlgili alanlar	Bilişimsel filogenetik Moleküler filojeni Kladistik Taksonomi Evrimsel taksonomi Sistematik
Temel kavramlar	Filogenetik Kladogenez Filogenetik ağacı Kladogram Filogenetik ağ Uzun dal çekimi Klad - Basamak Soy Hayalet soy Hayalet popülasyon
Çıkarsama yöntemleri	Maksimum parsimoni Olasılığa dayalı yöntemler Enbüyük olabilirlik kestirimi Bayes çıkarsaması Uzaklık-matris yöntemleri Komşu birleştirme UPGMA En küçük kareler Üç takson analizi
Güncel konular	PhyloCode DNA barkodlama Moleküler filojeni Phylogenetic comparative methods Phylogenetic niche conservatism Filogenetik sinyal Filogenetik yazılımları Filogenomik Filocoğrafya
Grup özellikleri	İlkel Plesiomorfi Simplesiomorfi Türemiş Apomorfi Sinapomorfi Otapomorfi
Grup tipleri	Monofili Parafili Polifili
Adlandırma	Filogenetik adlandırma Taç grup Kardeş grup Bazal Süperağaç
Kategori - Commons

Filogeni ne demektir