WikiDer > Парадокс таксономических границ

Taxonomic boundary paradox

Период, термин пограничный парадокс относится к конфликту между традиционными, ранговый классификация жизни и эволюционного мышления. В иерархии ранжированных категорий неявно предполагается, что морфологический разрыв растет вместе с ростом рангов: два виды из того же род более похожи, чем два других вида из разных родов одного и того же семья, эти последние два вида более похожи, чем любые два вида из разных семейств одного и того же порядок, и так далее. Однако это требование может удовлетворять только для классификации современных организмов; трудности возникают, если мы хотим классифицировать потомков вместе с их предками. Теоретически такая классификация обязательно включает сегментацию пространственно-временного континуума популяций на группы с четкими границами. Однако проблема заключается не только в том, что многие родительские популяции отделяются на уровне вида от своего потомства. Поистине парадоксальная ситуация состоит в том, что некоторые межвидовые границы обязательно совпадают с межродовыми границами, а некоторые межродовые границы - с границами между семействами и так далее.[1][2] Эту очевидную двусмысленность нельзя разрешить в Линнеевские системы; разрешение возможно только в том случае, если классификация кладистический (см. ниже).

Историческое прошлое

Жан-Батист Ламарк, в Philosophie zoologique (1809), был первым, кто поставил под сомнение объективность ранжированной классификации жизни, сказав:

… Классы, отряды, семейства, роды и номенклатуры - это оружие нашего собственного изобретения. Мы не смогли бы обойтись без них, но мы должны использовать их осмотрительно. … Среди своих произведений природа на самом деле не сформировала ни классы, ни отряды, ни семейства, ни роды, ни постоянные виды, а только индивидов, которые сменяют друг друга и напоминают тех, из которых они произошли.

— Дж. Б. Ламарк [3]

Полвека спустя Чарльз Дарвин объяснил, что резкое разделение групп организмов, наблюдаемое в настоящее время, становится менее очевидным, если мы вернемся в прошлое:

Наиболее распространенный случай, особенно в отношении очень разных групп, таких как рыбы и рептилии, по-видимому, заключается в том, что, если предположить, что в настоящее время они отличаются друг от друга дюжиной знаков, древние члены одних и тех же двух групп отличаться несколько меньшим числом знаков, так что эти две группы, хотя прежде довольно разные, в тот период немного сблизились друг с другом.

— К. Р. Дарвин [4]

В своей книге о орхидеиДарвин также предупредил, что система рангов не сработает, если мы будем знать больше подробностей о прошлой жизни:

Чтобы получить идеальную градацию, все вымершие формы, которые когда-либо существовали, по многим линиям происхождения, сходящиеся к общему прародителю отряда, должны были быть вызваны к жизни. Именно из-за их отсутствия и, как следствие, больших пробелов в рядах мы можем разделить существующие виды на определенные группы, такие как роды, семейства и племена.

— К. Р. Дарвин [5]

В заключение, Ричард Докинз недавно утверждал, что

Если мы предположим, как это признает почти каждый современный антрополог, что все представители рода Homo произошли от предков, принадлежащих к роду, который мы называем Australopithecus, из этого неизбежно следует, что где-то в цепи происхождения от одного вида к другому должны быть был по крайней мере один человек, который сидел точно на границе.

и

В самом деле, с эволюционной точки зрения, присвоение дискретных названий стало бы фактически невозможным, если бы летопись окаменелостей была более полной. С одной стороны, это удача, что окаменелости настолько редки. Если бы у нас была непрерывная и непрерывная летопись окаменелостей, присвоение различных названий видам и родам стало бы невозможным или, по крайней мере, очень проблематичным.

со следующим заключением:

[Линнеевская] система работает до тех пор, пока мы не пытаемся классифицировать мертвые антецеденты. Но как только мы включаем гипотетически полную летопись окаменелостей, все четкие разделения исчезают.

— Р. Докинз [6]

Иллюстративные модели

Парадокс может быть лучше всего проиллюстрирован модельными диаграммами, подобными синглу Дарвина. эволюционное дерево в О происхождении видов.[4] В этих древовидные графы, точки обозначают популяции, а края соответствуют отношениям родитель-потомок. Деревья помещаются в система координат который является одномерным (время) для одной линии преемственности и двумерным (дифференциация по времени) для кладогенез или эволюция с расхождением.

Пограничный парадокс: хроновиды заменяют друг друга во времени для одной линии, с наложением гипотетических родов и семейств.

В модели единственного происхождения мы теперь рассматриваем последовательность популяций на очень длинной оси времени, скажем, несколько сотен миллионов лет, причем последняя точка представляет собой существующую популяцию. На рисунке есть место для нескольких точек, хотя границы между соседними популяциями скрыты. Мы могли бы использовать вторую ось для выражения дифференциации, но для наших целей это не обязательно. Здесь мы предполагаем, что исчезновения нет и все события ветвления не принимаются во внимание (если бы ветвей не было вообще, то изменения соответствовали бы типичному анагенез. Классификация организмов в этой последовательности на виды показана небольшими эллипсами. Если различия между определенными видами считаются достаточно большими, чтобы оправдать разделение на отдельные роды, то каждый родовой разделитель должен совпадать с границей между видами. Если различия достигают дифференциации на уровне семейства, что легко представить за очень долгое время, которое мы рассматриваем здесь, следствием этого является то, что граница на уровне семейства должна перекрываться с межродовой и, в свою очередь, межвидовой границей (серая стрелка на рисунке). Однако невозможно представить, что родитель и его потомство настолько различны, что их можно отнести к разным семьям или даже родам - ​​это было бы парадоксально. Это иллюстрирует приведенную выше аргументацию Докинза о происхождении человека на уровне родов. Гомо и Австралопитек.

Пограничный парадокс: эволюционное расхождение разделяет ряды Линнея. Серые фигурные скобки указывают морфологические ареалы для каждого рода.

Дарвин делал упор на дивергенцию, то есть, когда родительская популяция разделяется, и эти потомки постепенно расходятся, каждая из которых следует своей собственной анагенетической последовательности, потенциально с дальнейшими событиями дивергенции. В этом случае эволюционная (скажем, морфологическая) дивергенция выражается на новой горизонтальной оси, а время становится вертикальной осью. В момент времени 1 воображаемый систематик считает, что популяции A и B принадлежат разным видам, но принадлежат к одному роду. Их соответствующие потомки, C и D, наблюдаются в момент времени 2 и считаются представителями двух отдельных родов, поскольку их морфологические различия велики. Парадокс состоит в том, что в то время как A и C, а также B и D остаются в общих пределах, а C и D - нет, так что предки не могут быть классифицированы вместе со своими потомками значимо в системе Линнея. Этот рисунок иллюстрирует проблему, которую Дарвин обсуждал в рыбы и рептилия пример.

Пробелы в палеонтологической летописи позволяют разделить известные виды на отдельные таксоны. Полное знание современных организмов выявило бы преемственность популяций.

Давайте рассмотрим гипотетическое эволюционное дерево с четырьмя недавними видами, от A до D, разделенными на два рода, которые довольно далеки друг от друга морфологически. Предположим, далее, что из Окаменелости мы знаем только их общего предка, E, представляющего для систематика еще один род, потому что он занимает «промежуточное» положение между двумя другими, но значительно отличается от обоих. Все другие формы вымерли; поэтому у нас есть классификация этих пяти видов на три рода, что было бы нелогично, если бы было известно больше окаменелостей. Это иллюстрирует примеры Дарвина и Докинза о роли пробелов в летописи окаменелостей в классификации и номенклатуре.

разрешение

Группы, которые могут быть выделены в единой модели происхождения, образуют полностью вложенную систему.
Группы, очерченные в модели дивергенции, соответствуют сестринским группам внутри более крупной клады, при этом популяции A и B представляют стеблевые виды в линии, ведущей к каждой.

Как показано, с учетом Дарвиновский эволюционный Модель, потомки и их предки не могут быть классифицированы вместе в рамках системы рангов Линнея. Решение обеспечивается кладистической классификацией, в которой каждая группа состоит из предка и всех его потомков, условие, называемое монофилия. В вышеуказанных моделях монофилетический группы могут быть получены путем вырезания ветви (поддерева) дерева в местах, где, например, новые апоморфный появляются символы (эволюционного происхождения). Для этих групп нет необходимости учитывать, сколько изменений произошло между членами одной группы по сравнению с членами другой.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Подани, Янош (2009). «Таксономия против эволюции». Таксон. 58 (4): 1049–1053. Дои:10.1002 / налог.584001.
  2. ^ Подани, Янош (2010). «Таксономия в эволюционной перспективе. Очерк о взаимосвязи таксономии и эволюционной теории» (PDF). Synbiologia Hungarica. 6: 1–42.
  3. ^ Ламарк, Жан-Батист (1984). Зоологическая философия. Перевод Х. Эллиота. Чикаго: Univ. Чикаго Пресс. С. 20–21.
  4. ^ а б Дарвин, Чарльз (1859). Происхождение видов посредством естественного отбора или сохранение избранных рас в борьбе за жизнь. Лондон: Джон Мюррей. п. 230.
  5. ^ Дарвин, Чарльз (1862). О различных приспособлениях, с помощью которых британские и иностранные орхидеи удобряются насекомыми, и о положительных эффектах скрещивания. Лондон: Джон Мюррей. С. 330–331.
  6. ^ Докинз, Ричард (2009). Величайшее шоу на Земле. Доказательства эволюции. Нью-Йорк: Свободная пресса. С. 192–195.