Mkpụrụ ndụ ihe nketa na nhazi nke ihe ndị dị ndụ
Nhazi nke ihe ndị dị ndụ bụ mgbalị sayensị iji chịkọta ihe ndị dị ndụ dabere na myirịta na ọdịiche ha. Ruo ọtụtụ narị afọ, nhazi dabere nke ukwuu na àgwà morphological - ọdịdị ahụ, nhazi akụkụ ahụ, ụkpụrụ agba, ma ọ bụ njirimara anụ ahụ ndị ọzọ a na-ahụ anya. Agbanyeghị, ọganihu na bayoloji molekul na teknụzụ usoro DNA agbanweela ụzọ ndị ọkà mmụta sayensị si aghọta mmekọrịta nke ihe ndị dị ndụ. Nke a bụ ebe phylogenetics molekul na-arụ ọrụ dị oke mkpa: ụzọ nke na-eji data molekul (DNA, RNA, ma ọ bụ protein) emegharị akụkọ ihe mere eme na mmekọrịta evolushọn, wee jiri data a mee ka usoro nhazi dị mma.
Gịnị bụ molekul phylogenetics?
Mkpụrụ ndụ ihe nketa bụ ngalaba nke bayoloji evolushọn nke na-amụ mmekọrịta evolushọn dị n'etiti ihe ndị dị ndụ site na ntụnyere nke usoro nke mkpụrụ ndụ ihe nketa. Mkpụrụ ndụ ihe nketa ndị a na-ejikarị eme ihe bụ DNA (dịka ọmụmaatụ, mitochondrial, chloroplast, ma ọ bụ mkpụrụ ndụ ihe nketa nuklia), RNA, na protein. Isi ihe dị mfe: ihe ndị dị ndụ nwere usoro mkpụrụ ndụ ihe nketa yiri nke ahụ nwere ike ịkekọrịta nna ochie karịa ihe ndị dị ndụ nwere usoro mkpụrụ ndụ ihe nketa dị iche iche.
Site n'inyocha ọdịiche na myirịta dị na usoro mkpụrụ ndụ ihe nketa, ndị ọkà mmụta sayensị na-ewu osisi phylogenetic, na-esere eserese alaka nke na-egosi ụkpụrụ nke ọdịiche dị n'etiti otu nna ochie na usoro dị iche iche. Osisi ndị a na-eje ozi dị ka echiche sayensị gbasara akụkọ ihe mere eme evolushọn, nke enwere ike imelite ka a na-achọpụta data ọhụrụ.
Gịnị mere data molekul ji dị mkpa na nhazi?
Usoro nhazi ahụ nwere uru, mana ọ nwekwara oke. Ọtụtụ ihe dị ndụ na-enweta mgbanwe mgbanwe, nke na-apụta n'otu n'otu n'ihi nrụgide gburugburu ebe obibi. Dịka ọmụmaatụ, ọdịdị ahụ azụ na dolphin dị ka torpedo bilitere dị ka mgbanwe na ndụ n'ime mmiri, ọ bụghị n'ihi na ha nwere njikọ chiri anya. Nhazi dabere naanị n'ụdị ahụ nwere ike iduhie.
Data molekul na-enyere aka idozi okwu a n'ihi na DNA nwere ihe omimi miri emi nke akụkọ ntolite nke anya na-anaghị ahụ anya. Ọzọkwa, maka otu ihe dị ndụ nwere ọdịdị dị mfe ma ọ bụ yiri ya (dịka ọmụmaatụ, nje bacteria, fungi microscopic, ma ọ bụ ụdị nzuzo), nyocha molekul na-abụkarị naanị ụzọ isi mata ma chọpụta ndị ikwu ha.
Isi mmalite data: kedu mkpụrụ ndụ ihe nketa ejiri?
Nhọrọ nke ihe nrịbama mkpụrụ ndụ ihe nketa dabere na ebumnuche nyocha na otu ihe ndị dị ndụ a na-amụ. Ụfọdụ ihe nrịbama a na-ejikarị eme ihe gụnyere:
1. 16S rRNA maka nje bacteria na Archaea, n'ihi na a na-ahụ mkpụrụ ndụ ihe nketa a n'ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ prokaryotes niile, mgbanwe ya na-adịkwa nwayọ, ya mere ọ dabara adaba maka mmekọrịta ezinụlọ sara mbara.
2. 18S rRNA maka eukaryotes dịka protists na ụfọdụ anụmanụ, dị ka ihe atụ nke 16S rRNA na prokaryotes.
3. COI (Cytochrome c oxidase subunit I) dị na DNA mitochondrial maka ọtụtụ anụmanụ, a maara nke ọma na usoro "DNA barcoding" maka njirimara ụdị.
4. rbcL na matK na chloroplast maka osisi, a na-ejikarị ya eme nhazi osisi na barcoding.
5. Usoro nhazi mkpụrụ ndụ ihe nketa dum dị ọnụ ala ugbu a ma nwee ike inye mkpebi dị elu, ọkachasị maka ikpe ndị siri ike.
Ka a na-enyocha mkpụrụ ndụ ihe nketa ka ukwuu, otú ahụ ka nkwubi okwu nke njikọta ihe ndị a na-esi na ya apụta na-esikwu ike, ọ bụ ezie na mgbagwoju anya nke nyocha na mkpa mgbakọ na mwepụ na-abawanye.
Usoro nyocha : site na usoro ruo na osisi evolushọn
N'ozuzu, usoro nke phylogenetics molekul gụnyere ọtụtụ usoro bụ isi:
1. Ịnwale na mwepụta DNA site na ihe ndị dị ndụ a na-achọ.
2. Ịmụbawanye mkpụrụ ndụ ihe nketa ụfọdụ site na iji PCR (Polymerase Chain Reaction), ma ọ bụ nhazi kpọmkwem ma ọ bụrụ na ejiri usoro genomic mee ihe.
3. Usoro nhazi iji nweta usoro nucleotide (A, T, C, G).
4. Nhazi usoro, ya bụ ịhazi usoro ka e wee nwee ike iji ọnọdụ nke nucleotides homologous tụnyere.
5. Jiri usoro ọnụọgụgụ maọbụ mgbakọ na mwepụ dịka:
– Oke Parsimony (ịchọta osisi nwere obere mgbanwe),
– Oke Ohere (ịchọta osisi kacha nwee ike dabere na ụdị evolushọn),
– Bayesian Inference (iji ihe ndị nwere ike ime n'azụ mee ihe iji chọpụta ihe nkwado osisi).
6. Nwalee ntụkwasị obi nke osisi ahụ, dịka ọmụmaatụ site na ịpịpụta bootstrapping, iji hụ otú data ahụ si akwado alaka ụfọdụ nke ọma.
Usoro ndị a na-eme ka osisi phylogenetic ghara ịbụ naanị foto, kama ọ bụ nsonaazụ nke nyocha nke enwere ike ịnwale ma meeghachi ya.
Mmetụta nke phylogenetics nke molekụla na sistemụ nhazi
Otu n'ime onyinye kachasị ukwuu nke phylogenetics molecular bụ ịkwalite nhazi ka ọ gosipụta monophyly nke ọma, ya bụ, otu nke nwere otu nna ochie na ụmụ ya niile. Ụzọ a kwekọrọ na ụkpụrụ nke nhazi nke oge a nke a na-akpọkarị phylogenetic systematics ma ọ bụ cladistics.
Tupu oge molekul, a na-ewere ụfọdụ otu dị ka otu ihe n'ihi myirịta anụ ahụ, mana n'eziokwu, ha nwere ọtụtụ usoro dị iche iche (polyphyletic). Mkpụrụ ndụ ihe nketa na-enyere aka ịchọpụta ma dozie ikpe ndị a. N'ihi ya, aha na ókèala nke otu taxonomic nwere ike ịgbanwe: a na-ekewa ụfọdụ n'ime ọtụtụ ụdị/ụdị, a na-ejikọta ndị ọzọ, ebe a na-akwaga ndị ọzọ n'òtù ndị ọzọ.
Enwere ike ịhụ ihe atụ nke mmetụta sara mbara a na:
– Nhazi nke obere nje, nke dabere na 16S rRNA. A na-achọpụta na ọtụtụ nje bacteria e kekọtara n'otu oge dabere na ọdịdị na metabolism nwere njikọ dị iche iche.
– Mmekọrịta nke ndị ikwu anụmanụ, dịka ọmụmaatụ nhazigharị nke ọtụtụ otu dabere na data mitochondrial na nuklia.
– Osisi ndị na-eto eto, ebe data molekul na-enyere aka ịhazi mmekọrịta dị n'etiti ezinụlọ na iwu, ma mee ka evolushọn nke agwa dịka okooko osisi na mkpụrụ osisi doo anya.
Nchọpụta DNA barcode na ụdịdị
Na mgbakwunye na iwu osisi evolushọn, molekul phylogenetics na-arụkwa ọrụ na nchọpụta ngwa ngwa nke ụdị site na DNA barcode. Echiche bụ iji mkpụrụ ndụ ihe nketa ọkọlọtọ (dịka ọmụmaatụ, COI na anụmanụ) chọpụta ụdị, dịka barcode na ngwaahịa. Usoro a bara uru maka:
- chọpụta ụdị dị iche iche n'oge ntụtụ ma ọ bụ iberibe ahụ,
- chọpụta ụdị nje ndị na-awakpo ahụ,
- inyere ndị mmanye iwu aka megide azụmaahịa anụ ọhịa,
- nlekota ụdịdị dị iche iche nke ihe ndị dị ndụ site na DNA gburugburu ebe obibi (eDNA) site na mmiri, ala, ma ọ bụ ikuku.
Agbanyeghị, nhazi koodu nwekwara oke, dịka ọmụmaatụ mgbe mgbanwe mkpụrụ ndụ ihe nketa dị n'etiti ụdị dị obere ma ọ bụ njikọta ihe nketa mere nke na-eme ka ókèala ụdị dị iche iche ghara ịdị mma.
Ihe ịma aka na mmachi nke phylogenetics molekul
N'agbanyeghị ike ya, molekul phylogenetics enweghị nsogbu. Ụfọdụ n'ime ihe ịma aka ndị bụ isi gụnyere:
1. Ngwakọta na ntinye aka, ọkachasị n'ihe gbasara osisi na anụmanụ ụfọdụ, nke nwere ike ịgwakọta ihe dị n'ime mkpụrụ ndụ ihe nketa n'etiti ụdị osisi ahụ ka osisi ahụ wee ghara ịdị mfe.
2. Nhazi usoro ọmụmụ zuru oke, nke bụ mgbe mgbanwe mkpụrụ ndụ ihe nketa nna ochie na-ekewapụghị nke ọma mgbe e guzobere ụdị ọhụrụ, nke mere na mkpụrụ ndụ ihe nketa ụfọdụ na-egosi mmekọrịta dị iche na akụkọ ihe mere eme nke ụdị ahụ.
3. Ihe dị iche na ọnụego evolushọn, ụfọdụ mkpụrụ ndụ ihe nketa na-agbanwe ngwa ngwa, ndị ọzọ na-agbanwe nwayọ; nhọrọ mkpụrụ ndụ ihe nketa na-ekwesịghị ekwesị nwere ike ibute nsogbu na-adịghị mma.
4. Nnyefe mkpụrụ ndụ ihe nketa kwụ ọtọ na nje bacteria, nke na-eme ka echiche nke "osisi" mgbe ụfọdụ bụrụ nke a na-akọwa nke ọma dị ka "netwọk" evolushọn.
5. Ogo data na ihe nlele, n'ihi na nsonaazụ nke nyocha ahụ dabere nke ukwuu na nnọchite anya nke ụdị ihe a mụrụ na ịdị mma nke usoro.
Ya mere, ọtụtụ ọmụmụ ihe ọgbara ọhụrụ na-ejikọta data molekul na ihe akaebe ndị ọzọ dịka ọdịdị ahụ, omume, gburugburu ebe obibi, na ndekọ fosil (ụzọ njikọta).
Mmechi
Nkà mmụta ihe ndị dị ndụ molekul agbanweela nhazi nke ihe ndị dị ndụ site n'inye ụzọ ka mma na nke a pụrụ ịtụle iji chọpụta mmekọrịta evolushọn. Site na nyocha nke DNA, RNA, ma ọ bụ protein, ndị ọkà mmụta sayensị nwere ike ịmepụta osisi phylogenetic nke na-enyere aka ịkpụzi nhazi nke ga-adaba na akụkọ ihe mere eme evolushọn. Mmetụta ya dị oke elu: site na mgbanwe taxonomic ruo na njirimara ụdị site na DNA barcoding ruo na nghọta ka mma nke mmalite nke ụdị dị iche iche nke ihe ndị dị ndụ. N'agbanyeghị ihe ịma aka dịka njikọta na nnyefe mkpụrụ ndụ ihe nketa kwụ ọtọ, phylogenetics molekul na-aga n'ihu na ọganihu na usoro na teknụzụ kọmputa, na-eme ka ọ bụrụ isi ihe dị mkpa na bayoloji na nchekwa nke oge a.
Ọ bụrụ na ịchọrọ, enwere m ike ịgbanwe isiokwu a ka ọ bụrụ kpọmkwem okwu 1000 (na-agụta okwu ndị ahụ otu otu) ma ọ bụ tinye ihe atụ ụfọdụ (dịka ọmụmaatụ gbasara mmadụ, nnụnụ, osisi, ma ọ bụ nje bacteria) dịka ọ dị mkpa.
