Cladistics: Definisi, Metode & Contoh

Isi

• Sejarah Awal Sistem Klasifikasi
• Sistem Klasifikasi Twentieth-Century
• Munculnya Cladistics
• Apa itu Sistematika Filogenetik?
• Definisi Kladistik
• Asumsi Dasar Klasifikasi Kladistik
• Apa itu Cladogram?
• Contoh Cladistics
• Terminologi Klasistik Klasistik
• Status Karakter organisme
• Metode Cladistics
• Klasifikasi Evolusi Tradisional
• Klasifikasi Cladistic Modern
• Arah Masa Depan dalam Cladistics

Jutaan tahun yang lalu, sel tunggal memulai evolusi yang memunculkan pohon kehidupan dan tiga domain utamanya: Archaea, Bacteria, dan Eukaryota.

Setiap cabang adalah contoh dari a clade. Clade mewakili grup yang mencakup leluhur bersama dan semua keturunan. Cladistics adalah bentuk modern dari taksonomi yang menempatkan organisme pada diagram bercabang yang disebut a cladogram (Seperti pohon keluarga) berdasarkan sifat-sifat seperti kesamaan DNA dan filogeni.

Sejarah Awal Sistem Klasifikasi

Di bidang biologi, cladistics adalah a sistem taksonomi yang melibatkan pengklasifikasian dan pengaturan organisme pada a pohon filogenetik kehidupan. Sebelum analisis DNA, klasifikasi sangat bergantung pada pengamatan terhadap sifat dan perilaku yang serupa dan berbeda.

Masyarakat Barat telah menggunakan klasifikasi sejak zaman Aristoteles di Yunani kuno ketika organisme hidup hanya dibagi ke dalam kategori tanaman dan hewan untuk tujuan studi.

Pada 1700-an, Carolus (Carl) Linnaeus mengembangkan taksonomi biologi sistematis berdasarkan klasifikasi organisme dengan penampilan luar dan sifat bersama. Dia mengembangkan skema untuk menempatkan organisme di a takson hierarki (grup; tunggal) yang termasuk beberapa taksa (kelompok; jamak). Linnaeus juga mengembangkan nomenklatur binomial - sebuah sistem penugasan nama-nama ilmiah seperti Homo sapiens (manusia) untuk organisme.

Charles Darwin dan Alfred Russel Wallace mengusulkan gagasan seleksi alam, dan Darwin memformalkan teori evolusi pada pertengahan 1800-an. Darwin Tentang Asal Mula Spesies menyentak komunitas ilmiah dengan menyarankan bahwa semua organisme diturunkan dari nenek moyang yang sama dan dapat diklasifikasikan menurut hubungan evolusi mereka.

Sistem Klasifikasi Twentieth-Century

Ahli ilmu burung Ernst Mayr adalah seorang ahli biologi evolusi terkemuka abad ke-20 yang secara ekstensif mempelajari taksonomi burung saat bepergian dan bekerja sebagai kurator di Museum Sejarah Alam Amerika di New York. Bukunya yang inovatif Sistematika dan Asal Mula Spesies diterbitkan pada tahun 1942 oleh Columbia University Press.

Mayr dikenal karena karyanya pada gen, keturunan, variasi dan spesiasi populasi di daerah terpencil, yang dapat digunakan untuk tujuan klasifikasi.

Munculnya Cladistics

Cladistics adalah sistem klasifikasi biologis berdasarkan analisis ciri-ciri, susunan genetik atau fisiologi yang dimiliki bersama oleh leluhur bersama sampai terjadi beberapa jenis divergensi, yang menghasilkan spesies baru. Taksonomi Jerman Willi Hennig melompat klasifikasi cladistic pada tahun 1950 ketika dia menulis bukunya di sistematika filogenetik.

Buku itu kemudian diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris dan banyak dibaca di Amerika setelah diterbitkan oleh University of Illinois Press pada tahun 1966.

Teori Hennig tentang sistematika filogenetik menantang pendekatan kontemporer terhadap taksonomi yang diperkenalkan oleh Darwin dan Wallace.

Dia berpendapat bahwa spesies harus diidentifikasi dan diklasifikasikan berdasarkan genetika dan hubungan clade, terutama kelompok monofiletik. Hennig mengasah nenek moyang baru-baru ini dan identifikasi organisme yang berevolusi dan dimodifikasi yang memiliki garis keturunan langsung - bahkan jika karakteristik turunannya tidak sama dengan nenek moyang yang sama.

Apa itu Sistematika Filogenetik?

Filogenetik adalah studi tentang hubungan evolusi yang diketahui atau dihipotesiskan berdasarkan filogeni (garis keturunan) dari organisme yang dikelompokkan. Pohon kehidupan filogenetik mengilustrasikan bagaimana taksa (kelompok organisme) berevolusi dalam urutan tertentu ketika kehidupan beragam dan bercabang dari nenek moyang yang sama.

Proses spesiasi evolusi tampak seperti cabang-cabang pada pohon keluarga. Karena tidak ada cara pasti untuk mengetahui apa yang terjadi sejak lama, ilmu harus menarik kesimpulan tentang bagaimana kehidupan berevolusi berdasarkan catatan fosil, anatomi komparatif, fisiologi, perilaku, embriologi, dan data molekuler. Biologi evolusi adalah bidang yang dinamis di mana penemuan baru terus dilakukan.

Definisi Kladistik

Ahli biologi evolusi menyimpulkan hubungan evolusi hipotetis antara taksa berdasarkan perbandingan rinci dari karakteristik yang sama dan berbeda.

Mempelajari keturunan evolusioner membantu menentukan kapan sifat-sifat tertentu muncul dan diturunkan ke generasi berikutnya. Analisis cladistic, seperti sistematika filogenetik, meneliti pola evolusi keturunan yang membantu menyatukan sejarah evolusi spesies sambil juga menjelaskan keragaman kehidupan dan kepunahan spesies.

Asumsi Dasar Klasifikasi Kladistik

Cladistics bekerja pada premis sentral bahwa kehidupan di Bumi hanya berasal satu kali, yang berarti bahwa semua kehidupan dapat dilacak kembali ke organisme leluhur pertama itu. Asumsi berikutnya adalah bahwa spesies yang ada terpecah menjadi dua kelompok yang dibatasi oleh simpul pada cabang pohon. Terakhir, organisme mungkin berubah, beradaptasi dan berevolusi.

Itu titik divergensi mewakili awal dari dua garis keturunan baru yang bercabang dan membentuk dua spesies baru.

Apa itu Cladogram?

Cladograms digunakan untuk membuat perbandingan yang bermakna antar kelompok.

Dalam biologi, cladogram adalah a representasi visual karakteristik terkait di berbagai organisme. Biasanya, pengelompokan dilakukan sesuai dengan sifat-sifat tertentu yang ditentukan. Namun, titik data yang berbeda dapat dikombinasikan untuk membuat pohon evolusi yang lebih akurat yang menjelaskan hubungan yang kompleks.

Perbedaan dapat dibuat antara cladogram dan pohon filogenetik, tetapi istilah ini juga digunakan secara bergantian. Cladograms fokus pada karakteristik di tingkat makro dan molekuler yang mengindikasikan keterkaitan. Kladogram menunjukkan kemungkinan hubungan evolusioner antara kelompok organisme atau taksa yang jumlahnya kecil atau besar:

Contoh Cladistics

Eukariota multiseluler memunculkan banyak organisme yang semakin kompleks.

Misalnya, ikan dan manusia melacak kembali ke leluhur bersama jutaan tahun yang lalu. Hubungan yang rumit itu dapat digambarkan dengan cladogram sederhana yang menggambarkan hubungan cladistic. Mulailah dengan membayangkan eukariota leluhur di dasar pohon.

Ketika nenek moyang yang sama berevolusi, satu simpul di pohon bercabang menjadi vertebrata air seperti ikan tanpa rahang. Pada simpul berikutnya, cabang itu menyimpang menjadi tetrapoda berkaki empat.

Node berikutnya menunjukkan perbedaan ketika hewan mengembangkan telur ketuban, diikuti oleh perpecahan saat hewan mengembangkan bulu atau rambut. Jauh kemudian, manusia dan primata menyimpang dan berevolusi ke jalur yang terpisah.

Terminologi Klasistik Klasistik

Klasifikasi cladistic melihat karakteristik organisme tertentu yang secara langsung mempengaruhi status leluhur dalam biologi evolusi. Hennig mengembangkan banyak istilah ilmiah untuk menggambarkan pendekatannya terhadap kategorisasi, yang sangat penting bagi ide dan teorinya. Istilah-istilah tersebut menggambarkan kelompok organisme dalam kaitannya dengan simpul tertentu pada pohon filogenetik atau kladogram:

Status Karakter organisme

Status karakter adalah sifat-sifat yang diturunkan melalui proses seleksi alam, adaptasi, dan varian warisan yang mengarah pada keanekaragaman hayati dalam kehidupan. Dengan demikian, hanya sinapomorfis relevan ketika membedakan hubungan evolusi. Beberapa synapomorphies dalam organisme dengan leluhur bersama adalah monofiletik:

Metode Cladistics

Para ilmuwan yang disebut cladists mengatur taksa di pohon filogenetik yang dapat mengungkapkan hubungan evolusi baru. Pengelompokan dibuat berdasarkan karakteristik fisik, molekuler, genetik dan perilaku.

Diagram yang disebut cladogram menampilkan keterkaitan, kapan pun spesies bercabang dari leluhur bersama di berbagai titik dalam sejarah evolusi.

Cladograms adalah diagram bercabang dari data cladistic yang mengatur karakteristik tertentu menggunakan set data fisik komparatif atau data molekuler, misalnya. Para peneliti saat ini sering menggunakan program komputer untuk menggabungkan set data untuk membuat cladograms yang lebih akurat yang menunjukkan hubungan yang kohesif dan komprehensif antara organisme.

Metodologi dasar tidak sulit, tetapi setiap langkah harus dilakukan dengan cermat:

Klasifikasi Evolusi Tradisional

Asal usul metode evolusi tradisional tanggal klasifikasi kembali ke jaman dahulu. Semua organisme hidup diasumsikan sebagai tanaman atau hewan. Metode klasik tidak membuat perbedaan antara apakah sifat-sifat yang diamati diwarisi dari leluhur jauh atau yang lebih baru.

Tujuannya adalah untuk menyusun peta tentang bagaimana kehidupan di Bumi mungkin berevolusi dari laut.

Karakteristik yang digunakan untuk klasifikasi ditentukan oleh para ahli yang melihat perbedaan nyata seperti bulu, sisik atau bulu. Pendekatan ini bekerja lebih baik untuk mengklasifikasikan vertebrata daripada invertebrata. Klasifikasi evolusioner menempatkan organisme dalam kelompok dengan ukuran lebih kecil di bawah tiga domain yang kemudian dibagi lagi menjadi kerajaan, filum / divisi, kelas, ordo, keluarga, genus, dan spesies.

Metode cladistic tidak terikat pada sistem klasifikasi Linnean, dan mereka menyelidiki lebih dalam untuk konektivitas.

Sistematika tradisional mengatur organisme pada pohon evolusi sesuai dengan kapan dan bagaimana suatu spesies berubah sebagai adaptasi terhadap gaya hidup atau habitat baru, misalnya. Pohon itu menunjukkan arah evolusi pada waktunya. Penilaian subyektif dari ciri-ciri dan karakteristik dalam metode tradisional berpotensi bias hasil dan membuat studi sulit atau tidak mungkin untuk ditiru.

Klasifikasi Cladistic Modern

Metode klasifikasi kladistik dan filogenetik lebih disukai saat ini daripada metode tradisional dalam klasifikasi dalam ilmu alam. Pendekatan yang lebih baru lebih ilmiah, berbasis bukti dan tidak terbantahkan. Misalnya, sekuensing DNA dan RNA digunakan untuk mempelajari organisme pada tingkat molekuler untuk penempatan yang bernuansa pada cladogram.

Organisme diatur sesuai dengan mereka karakteristik turunan bersama.

Arah Masa Depan dalam Cladistics

Cladistics di bidang biologi memungkinkan para ilmuwan untuk mengidentifikasi pola, membentuk hipotesis, menguji hipotesis dan membuat prediksi.

"Cladistics, kemudian, adalah tentang penemuan," seperti yang dijelaskan oleh cladists kontemporer, David M. Williams dan Malte C. Ebach, pada tahun 2018. Williams dan Ebach membayangkan cladistics sebagai proses klasifikasi alami yang tidak memerlukan landasan teori evolusi.

Teknologi menambah tingkat presisi dan kecanggihan metode cladistics. Secara khusus, sekuensing gen gen menunjukkan tingkat keterkaitan dan leluhur bersama dengan tingkat kepercayaan yang tinggi. Perbedaan dalam DNA dapat memberikan wawasan tentang berapa lama spesies bersama nenek moyang yang sama.

Temuan baru dapat menguatkan atau mengoreksi asumsi sebelumnya tentang bagaimana organisme berevolusi dan membantu mengklasifikasikan spesies baru saat mereka ditemukan.