Informacja

Określ podobieństwo w procentach między gatunkami A i B, A i C oraz B i C

Określ podobieństwo w procentach między gatunkami A i B, A i C oraz B i C


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Powyższy wykres jest grafiką, która pokazuje różnice w sekwencji aminokwasów między różnymi organizmami dla białka keratyny.

Pytanie, na które muszę odpowiedzieć, zaczyna się od: „Keratyna składa się z około 450 aminokwasów. Określ podobieństwo w procentach między gatunkami A i B, A i C oraz B i C. Wyjaśnij, jak można wykorzystać sekwencje aminokwasowe do określenia, jak blisko spokrewnione są dwa gatunki”.

Moje początkowe rozwiązanie znajdowanie procentów dzieli odpowiednie różnice na powyższym wykresie przez 450. Następnie odejmij tę liczbę przez 100, a tym samym znajdź procent podobieństwa. Na przykład dla gatunków A i B podzieliłbym 4 przez 450, co daje 0,89%. Następnie odejmuję ten procent od 100%, co daje 99,11% podobieństwa. Czy to właściwa procedura?

Moje początkowe rozwiązanie wyjaśnienie, w jaki sposób można wykorzystać sekwencje aminokwasowe do określenia, jak blisko spokrewnione są dwa gatunki wygląda następująco: Im większa różnica w sekwencjach aminokwasowych między dwoma gatunkami, tym mniej blisko spokrewnione są dwa gatunki. Czy to wyjaśnienie również jest poprawne?


Krok pierwszy jest poprawny, ale zauważ, że istnieje kilka miar podobieństwa (lub alternatywnie odległości). To, co wybierzesz, jest najprostsze i najbardziej intuicyjne, a także dobre, bez żadnych innych założeń lub wyjaśnień.

Krok drugi też jest poprawny, Jeśli podobieństwo jest dobrym przybliżeniem, kiedy ostatni wspólny przodek między dwoma gatunkami jest w czasie, co w tym przypadku powinno być.


Gatunek Równość

Równość gatunków uwzględnia liczbę gatunków i względną obfitość gatunków w zbiorowisku. Zaproponowano kilka indeksów. Dwie z powszechnie stosowanych miar równości to indeks Shannona ( h) i indeks Simpsona (D).

Indeks Shannona (h) jest miarą zawartości informacyjnej społeczności, a nie konkretnego gatunku, który jest obecny. Indeks przedstawia się następująco:

gdzie s to liczba gatunków w zbiorowisku (bogactwo gatunkowe) i Pi to względna proporcja gatunków i. Zatem, jeśli porównano dwie społeczności (A i B) z tą samą liczbą gatunków (niekoniecznie tego samego gatunku), a rozkłady Pi były takie same, więc hA=hb. Jeśli jednak różniła się liczba gatunków lub proporcje, to… hAhb. W tym drugim przypadku zbiorowisko z większą liczbą gatunków, których liczebność względna byłaby równa, miałaby większą różnorodność.

Indeks Simpsona (D) mierzy dominację zbiorowiska wielogatunkowego i może być traktowany jako prawdopodobieństwo, że dwa osobniki wybrane ze zbiorowiska będą z tego samego gatunku. Indeks Simpsona został pierwotnie zaproponowany w następujący sposób:

gdzie S to bogactwo gatunkowe społeczności i Pi to względna proporcja gatunków i. Indeks można zmodyfikować do 1–D aby nadać mu właściwość wzrastania wraz ze wzrostem różnorodności (zmniejsza się dominacja kilku gatunków).


Procent tożsamości genomowego DNA i sekwencji aminokwasowych

Procent identyczności odnosi się do ilościowego pomiaru podobieństwa między dwiema sekwencjami (DNA, aminokwasową lub inną). Oczekuje się, że gatunki blisko spokrewnione mają wyższy procent identyczności dla danej sekwencji niż gatunki bardziej odległe spokrewnione, a zatem procent identyczności w pewnym stopniu odzwierciedla pokrewieństwo. Procent identyczności sekwencji genomowego DNA, sekwencji intronu i egzonu oraz sekwencji aminokwasowej między ludźmi a innymi gatunkami różni się w zależności od typu gatunku, przy czym szympans ma najwyższy procent identyczności z ludźmi ze wszystkich gatunków w każdej kategorii.

Sekwencja genomowego DNA: większość szacunków procentowej identyczności między ludźmi a szympansami określa pełną procentową identyczność genomową na poziomie 98-99%, chociaż szacunki tak niskie, jak 95% zostały przedstawione przy uwzględnieniu insercji i delecji, a niedawne badanie porównujące kompletne genomy tych dwóch wykazało 96% tożsamości. Biorąc pod uwagę, że wiele z tych badań wykorzystywało małą wielkość próby każdego gatunku, prawdopodobne jest, że procent identyczności jest niedoszacowany z powodu indywidualnych polimorfizmów występujących w każdej populacji. Różnice stwierdzone między gatunkami nie rozkładają się równomiernie w całym genomie, a chromosom Y, końce chromosomów i powtórzenia dinukleotydowe CpG wykazują większą rozbieżność niż inne regiony. Te szacunki identyczności są wyższe niż w przypadku bardziej odległych spokrewnionych gatunków (93% dla małp ze starego świata, 89% dla małp z nowego świata), ale niższe niż dla wewnątrzgatunkowej zmienności międzyosobniczej.

Sekwencja aminokwasów: procent identyczności pomiędzy ludźmi i szympansami w sekwencji aminokwasowej jest wyższy niż w przypadku sekwencji DNA, z szacunkami ponad 99%, i zaproponowano, że 29% kodowanych białek jest identycznych pomiędzy gatunkami. Jednak patrząc na sekwencje aminokwasowe poszczególnych rodzin genów, podobieństwo może być znacznie niższe, na przykład ludzkie geny z aktywnością czynnika transkrypcyjnego wykazują prawie 50% więcej zmian aminokwasowych niż takie geny u szympansów.

Introny i egzony: Szacunki dotyczące procentowej identyfikacji intronów i eksonów przez człowieka i szympansa wynoszą odpowiednio 97 i 99, inne szacunki dają 98,3% identyczności w regionach niekodujących i >99,5% identyczności w regionach kodujących. Wyższe podobieństwo w kodujących regionach/eksonach jest zgodne ze zwiększonym ewolucyjnym ograniczeniem selektywności, które byłoby nałożone na te sekwencje kodujące białka. Wartości te spadają do

77 procent identyczności, gdy patrzy się na genomy ludzkie i mysie, co jest zgodne ze starszym punktem rozbieżności między tymi liniami.

Nowa sekwencja DNA, sekwencja aminokwasów oraz sekwencja intronów i egzonów


7: Różnorodność alfa, beta i gamma

  • Nadesłane przez Norę Bynum
  • Instruktor i zastępca rektora Duke Kunshan University (Dział Nauk o Środowisku i Polityki) na Duke University

Whittaker (1972) opisał trzy terminy pomiaru bioróżnorodności w skalach przestrzennych: różnorodność alfa, beta i gamma. Różnorodność alfa odnosi się do różnorodności w obrębie określonego obszaru lub ekosystemu i jest zwykle wyrażana przez liczbę gatunków (tj. bogactwo gatunkowe) w tym ekosystemie. Na przykład, jeśli monitorujemy wpływ brytyjskich praktyk rolniczych na różnorodność rodzimych ptaków w określonym regionie kraju, możemy chcieć porównać różnorodność gatunków w różnych ekosystemach, takich jak niezakłócone drewno liściaste, założony żywopłot graniczący z małym pastwiskiem i dużym polem uprawnym. Możemy przejść przez transekt w każdym z tych trzech ekosystemów i policzyć liczbę gatunków, które widzimy, co daje nam różnorodność alfa dla każdego ekosystemu, patrz Tabela (ten przykład jest oparty na hipotetycznym przykładzie podanym przez Meffe i in., 2002 Tabela 6.1) .

Jeśli zbadamy zmianę różnorodności gatunkowej między tymi ekosystemami, mierzymy różnorodność beta. Liczymy całkowitą liczbę gatunków, które są unikalne dla każdego z porównywanych ekosystemów. Na przykład różnorodność beta między siedliskami leśnymi a żywopłotowymi wynosi 7 (odpowiada 5 gatunkom występującym w lesie, ale nie żywopłocie, plus 2 gatunki występujące w żywopłocie, ale nie w lesie). Tak więc różnorodność beta pozwala nam porównać różnorodność między ekosystemami.

Różnorodność gamma jest miarą ogólnej różnorodności różnych ekosystemów w regionie. Hunter (2002: 448) definiuje różnorodność gamma jako „różnorodność gatunkową w skali geograficznej”. W przykładzie w tabeli łączna liczba gatunków dla trzech ekosystemów 14, które reprezentują różnorodność gamma.

Gatunki hipotetyczne Siedlisko leśne Siedlisko żywopłotu Siedlisko na otwartym polu
A x
b x
C x
D x
mi x
F x x
g x x
h x x
i x x
J x x
K x
L x x
m x
n x
Różnorodność alfa 10 7 3
Różnorodność beta Las a żywopłot: 7 Żywopłot vs. otwarte pole: 8 Lasy vs. otwarte pole: 13
Różnorodność gamma 14

Tabela (PageIndex<1>) Różnorodność alfa, beta i gamma dla hipotetycznych gatunków ptaków w trzech różnych ekosystemach


Podobieństwa w rozwoju embrionalnym różnych gatunków zwierząt występują również na poziomie molekularnym

Zadziwiające podobieństwo w wyglądzie embrionów różnych gatunków zwierząt zaobserwowali już w XIX wieku naukowcy tacy jak Karl von Baer, ​​Charles Darwin i Ernst Haeckel. Takie obserwacje doprowadziły do ​​hipotezy, że indywidualny rozwój organizmu odzwierciedla jego ewolucyjną historię lub filogenezę. Dwie grupy naukowców, w tym badacze z Instytutu Genetyki Molekularnej im. Maxa Plancka w Dreźnie i Instytutu Biologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Plön, po raz pierwszy zdołali wykazać, że istnieją podobieństwa między rozwojem indywidualnym a filogenezą na poziomie ekspresji genów.

Badania publikowane są w czasopiśmie Natura (9 grudnia 2010).

Czy to ryby, czy muchy – na pewnym etapie rozwoju embriony różnych gatunków zwierząt w obrębie gromady są prawie niemożliwe do odróżnienia na podstawie ich wyglądu. Największe podobieństwo pojawia się w połowie rozwoju embrionalnego, podczas „fazy filotypowej” różnice gatunkowe przeważają przed i po tym stadium. Obserwację tę ilustruje model klepsydrowy. Pytanie, w jaki sposób powstaje to rozległe podobieństwo morfologiczne – „talia” klepsydry – od dawna zajmowało badaczy. Niejasne było również, w jakim stopniu indywidualny rozwój organizmu (ontogena) i gromady (filogeneza) są powiązane.

Po raz pierwszy naukowcy wykazali teraz, że motyw klepsydry pojawia się w organizmach tak różnych, jak muszka owocowa i danio pręgowany, nie tylko na poziomie morfologicznym, ale także molekularnym – odkrycie, które sugeruje, że rzeczywiście istnieją podobieństwa między ontogenezą. i filogeneza. W badaniu przeprowadzonym na sześciu gatunkach muszek owocowych (Drosophila sp.), grupa badawcza współpracująca z Pavlem Tomancakiem w Instytucie Biologii Molekularnej i Genetyki im. Maxa Plancka w Dreźnie odkryła, że ​​podobieństwa nie tylko w morfologii, ale także we wzorcu ekspresji genów są największe na etapie filotypu przed i po tej fazie różnice między gatunkami są większe. Ponadto naukowcy zaobserwowali również, że wzór ekspresji kluczowych genów najwierniej odzwierciedla model klepsydry. Tymczasem Tomislav Domazet-Lo&scarono i Diethard Tautz, naukowcy z Instytutu Biologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Plön, zademonstrowali z danio pręgowanym (Danio rerio), że filogenetycznie najstarsze geny są aktywne podczas etapu filotypu i że przed tym etapem i po nim najbardziej aktywne są geny, które pojawiły się później w historii ewolucji. Biolodzy ewolucyjni z Plön dokonali również innego zdumiewającego odkrycia: zaobserwowali, że u dorosłych danio pręgowanego coraz starsze geny są również aktywowane wraz z wiekiem zwierząt. Ten sam wniosek wyciągnięto w analizach porównawczych przeprowadzonych na: Drosfila , komary z rodzaju Widliszek i owsiki.

Te dwa badania rzucają nowe światło na odwieczną zagadkę biologiczną: związek między ontogenezą a filogenezą. „Nasze odkrycie potwierdza wcześniejsze badania anatomiczne i poszerza nasze zrozumienie, w jaki sposób rozwój i ewolucja są powiązane na poziomie molekularnym” – wyjaśnia Alex T. Kalinka, badacz z drezdeńskiej grupy. „Wyniki pokazują, że podobieństwo między różnymi gatunkami zwierząt w trakcie ich rozwoju embrionalnego jest kształtowane przez selekcję” – dodaje Casey Bergmann, współautor z Uniwersytetu w Manchesterze. Ich odkrycia wyjaśniają, jak powstaje „talia” w klepsydrze.

Muszki owocówki są jednym z najdokładniej przebadanych organizmów modelowych i oferują unikalne możliwości badania mechanizmów molekularnych leżących u podstaw rozwoju embrionalnego. Odkrycie wzoru klepsydry u różnych gatunków umożliwia biologom ewolucyjnym cofnięcie się w czasie do najwcześniejszych dni ewolucji, kiedy powstały różnice między organizmami. „Mamy nadzieję uzyskać wgląd w procesy, które doprowadziły do ​​różnorodności form w królestwie zwierząt” – wyjaśnia Pavel Tomancak.

Na potrzeby badań nad danio pręgowanym, innym organizmem modelowym szeroko stosowanym w biologii ewolucyjnej, naukowcy z Polski opracowali również nową metodę: wskaźnik wieku transkryptomu (TAI). Metoda ta umożliwia pomiar wieku filogenetycznego aktywnych genów. Domazet-Lo&scarono i Tautz wykorzystali to nowe narzędzie do śledzenia rozwoju danio pręgowanego od zapłodnionego jaja do dorosłego organizmu. „Profil TAI wiernie odwzorowuje model klepsydry, a zatem pokazuje, że istnieją podobieństwa między ontogenezą i filogenezą”, donosi Diethard Tautz. Naukowcy wyjaśniają obserwację, że flogenetycznie najstarsze geny są aktywne u starszych danio pręgowanego faktem, że zwierzęta, które przekroczyły wiek rozrodczy, są „pomijane” przez selekcję.

Badania te pokazują, że przyrodnicy, tacy jak Karl von Baer, ​​Charles Darwin i Ernst Haeckel, mieli zasadniczo rację w swojej hipotezie, że rozwój embrionalny jest odzwierciedleniem filogenezy. „Bardzo ekscytujące będzie rozszerzenie naszego podejścia na inne gatunki za pomocą różnych planów i strategii cyklu życia”, mówi Domazet-Lo&scarono.

Źródło historii:

Materiały dostarczone przez Max-Planck-Gesellschaft. Uwaga: Treść można edytować pod kątem stylu i długości.


Dyskusja

Analiza czterech homoeologicznych par BAC poprzez sekwencjonowanie w tym badaniu zapewnia wgląd w strukturę genomu koniczyny białej. Obserwowana gęstość genów (jeden gen na 9,7 kb) jest mniejsza niż M. truncatula oraz L. japonicus, który został zgłoszony jako jeden gen na odpowiednio 7,94 i 5,75 kb [38]. Ponieważ koniczyna biała ma szacowany rozmiar genomu 956 Mb [39], co odpowiada dwóm subgenomom diploidalnym o podobnej wielkości do obu M. truncatula (466 Mb) i L. japonicus (466 Mb) [39], obserwowane różnice w gęstości genów są prawdopodobnie spowodowane stosunkowo małym rozmiarem badanych regionów, co skutkowało niższą obserwowaną gęstością genów w porównaniu z pozostałą częścią genomu. Na porównania gęstości genów między tymi trzema gatunkami potencjalnie mają również wpływ różne metody przewidywania genów stosowane dla każdego genomu. Gęstość genów jest również niższa niż zakres zgłaszany dla bardziej odległej fasoli fazoloidalnej soi (Maks. glicyna L. Merr.) (jeden gen na 5,8-9,5 kb) [8,40] i obliczony na podstawie podobnych badań na innym gatunku dwuliściennym, bawełnie (Gossypium hirsutum) (jeden gen na 7,5 kb) [9]. Wartość jest również niższa niż A. thaliana (jeden gen na 5 kb) [41], który ma znacznie mniejszą wielkość genomu (157 Mb).

Wybierając cztery homoeologiczne pary BAC, badanie to było w stanie porównać konserwację sekwencji specyficznej dla subgenomu w wielu regionach genomu i ujawniło różne wzorce konserwacji i dywergencji. Region A reprezentuje jednocześnie region najbardziej i najmniej konserwowany, przy czym nagła rozbieżność między subgenomami może być spowodowana delecją na małą skalę. Od punktu dywergencji subgenom O jest bardziej podobny do równoważnych regionów w L. japonicus oraz A. thaliana niż do podgenomu P', co sugeruje, że delecja nastąpiła w tym ostatnim. Delecje na dużą skalę zostały zidentyfikowane jako jeden z nielicznych procesów, o których wiadomo, że przyczyniają się do skurczu genomu i występują poprzez takie mechanizmy, jak nierówna rekombinacja homologiczna i nieprawidłowa rekombinacja [42, 43], na co wskazuje obecność krótkiego ( 32 bp) powtórzenie sekwencji w miejscu zdarzenia delecji.

Pozostałe trzy regiony (B, C i D) w większości zachowały geny homoeologiczne, chociaż przestrzeń międzygenowa jest znacznie bardziej zróżnicowana niż w regionie A, z jedynie nagłymi krótkimi okresami zachowania. Takie wzorce są bardziej typowe dla relacji między subgenomami w poliploidach o różnym wieku syntezy [8,44-46], tak że czasy dywergencji tak niedawne jak 0,5-1 Mya wykazują brak konserwacji między genami homeologicznymi [47]. Natomiast porównanie dwóch homoeologicznych regionów w genomie gatunku bawełny G. hirsutum, dla których przewiduje się, że subgenomy rozeszły się o 5-10 Mya [48], wykazały znaczną konserwację regionów międzygenowych, podobną do tej obserwowanej w regionie A niniejszej pracy. Ponieważ te same siły ewolucyjne i mechanizmy selekcji nie działają powszechnie w całym genomie, możliwe jest, że regiony konserwacji międzygenowej mogą odpowiadać konserwatywnym funkcjonalnym elementom DNA, prawdopodobnie zaangażowanym w regulację transkrypcji. Główne różnice między homoeologicznymi subgenomami A i D G. hirsutum są obecność TE specyficznych dla subgenomu, które uważa się za odpowiedzialne za c. dwukrotna różnica w wielkości subgenomów [9,10]. Odkrycia te są zgodne z innymi porównaniami struktury genomu generycznego, w których proliferacja elementów transpozycyjnych jest uważana za główny czynnik przyczyniający się do różnic w wielkości genomu [44,49]. W czterech badanych tutaj homoeologicznych regionach TE nie przyczyniły się znacząco do zmienności podgenomowej, być może z powodu regionalnego błędu w próbkowaniu, ale z siedmiu TE zidentyfikowanych w nakładających się regionach wszystkie były specyficzne dla podgenomów, podobnie jak inne doniesienia o różnicowaniu akumulacja [50].

Ponieważ cztery wybrane regiony homoeologiczne wykazały różne poziomy zachowania zarówno w przestrzeni genowej, jak i międzygenowej, oczywiste jest, że wiele sekcji genomu musi zostać przeanalizowanych w celu wyciągnięcia wniosków na temat rozbieżności rezydentnych subgenomów w obrębie gatunków allopoliploidalnych. Oczywiście, selekcja i analiza alternatywnych regionów genomowych może przynieść różne wzorce zachowania, a zatem ekstrapolacja wyników tej pracy na podgenomy O i P' jako całość jest ograniczona danymi z tych czterech wybranych regionów. Jednak pełny obraz dywergencji subgenomów można uzyskać tylko z sekwencjonowania każdego subgenomu. Badanie to ma zatem istotne znaczenie dla rozwoju strategii sekwencjonowania, ponieważ pomiary zachowania homoeologicznego na taką skalę nie były wcześniej zgłaszane dla koniczyny białej.

Obliczając szybkość substytucji synonimicznych między genami homoeologicznymi w obrębie koniczyny białej, badanie to jest w stanie oszacować czas rozbieżności między regionami genomowymi O i P' wybranymi do tego badania przy 4,2 miliona milionów lat temu. Chociaż ta metoda była wcześniej stosowana do określenia czasu, jaki upłynął od zdarzeń duplikacji ewolucyjnych w różnych gatunkach [27,28], wykorzystano informacje z dużych baz danych EST, a nie mniejszą liczbę użytych tutaj genów homoeologicznych. W konsekwencji, wykorzystanie danych do szacowania czasu od rozbieżności gatunków musi być traktowane z ostrożnością. Szacowany czas rozbieżności między koniczyną białą a M. truncatula (26,7 Mya) mieści się jednak w zakresie szacowanym przez Lavina i in. [15], którzy przewidzieli rozbieżność między plemionami Trifolieae i Fabeae około roku. 17,1 - 30,2 Mya z analizy bayesowskiej dwóch genów DNA chloroplastów i podejścia skalibrowanego przez skamieniałości. Szacunkowa wielkość separacji subgenomów O i P' (4,2 miliona milionów lat temu) jest również znacznie poniżej minimum 17,1 miliona lat temu, jak można by się spodziewać. Oszacowanie rozbieżności między koniczyną białą a L. japonicus obserwowany w obecnym badaniu (68,4 Mya) jest jednak nieco wyższy niż przedział 47,7-52,7 Mya przewidywany przez Lavina i wsp. [15]. Jest to prawdopodobnie konsekwencją małego rozmiaru próbki i niezwykle wysokich wartości Ks dla wielu z tych genów, co znajduje odzwierciedlenie w większym odchyleniu standardowym wartości Ks obserwowanym dla L. japonicus (0.6020 w porównaniu do M. truncatula (0.1137).

W każdym przypadku regiony ortologiczne zidentyfikowane z M. truncatula oraz L. japonicus znajdowały się na chromosomach przewidzianych we wcześniejszych badaniach makrosyntenii [51,52]. Dla dwóch konserwatywnych regionów wykrytych z L. japonicus oraz A. thaliana dla regionu A, zarówno badania makrosyntenii, jak i zaobserwowana jakość syntenii sugerują, że fragmenty z chromosomu 1 (region A.1) są prawdziwymi ortologami i że zachowane fragmenty z chromosomu 5 (region A.2) są zduplikowanymi regionami, które zostały wcześniej zidentyfikowane w obrębie genomu każdego gatunku [53,54]. Względny brak użyteczności M. truncatula genom do identyfikacji regionów mikrosyntetycznych był nieoczekiwany i zaskakujący. Ponieważ oba gatunki znajdują się w tej samej podrodzinie roślin strączkowych Galegoid, M. truncatula sekwencja genomu jest najściślej spokrewnionym dostępnym genomem referencyjnym dla koniczyny białej. Jednakże, M. truncatula regiony ortologiczne zidentyfikowano tylko dla dwóch z czterech zsekwencjonowanych regionów koniczyny białej. Możliwe, że ze względu na próbkowanie tylko dwóch chromosomów koniczyny białej (Tabela ​ (Tabela 1) 1 ) badanie to uzyskało stronniczą ocenę użyteczności M. truncatula uwolnienie genomu. Dla dwóch regionów, w których koniczyna biała-M. truncatula zaobserwowano mikrosyntenię, poziom jakości sugeruje, że oba genomy mają podobną strukturę, jak oczekiwano z badań filogenetycznych i makrosyntenii [15,52], a obserwacje w tym badaniu wynikają z identyfikacji luk w aktualnym wydaniu projektu genomu. Jest to dodatkowo wspierane przez identyfikację M. truncatula ortologi dla genów A.11 (ZPT2) i D.2 (ANR) w GenBank, których nie ma w M. truncatula uwolnienie genomu 3.0. Jak to M. truncatula Uwalnianie genomu jest wstępne i niekompletne, prawdopodobne jest, że przyszłe uwolnienia genomu ujawnią klony synteniczne dla regionów A i D koniczyny białej.

Natomiast pomimo większego dystansu ewolucyjnego, L. japonicus Porównanie genomów pozwoliło uzyskać imponujące poziomy ochrony (średnia 84% jakość syntenii) dla wszystkich odpowiadających regionów koniczyny białej. Ponieważ przewiduje się, że oba gatunki rozdzieliły się o około 50 milionów lat temu, ten poziom mikrosyntenii jest imponujący i większy niż ten obserwowany wcześniej dla porównań między innymi gatunkami roślin strączkowych. Mudge i in. [40] odnotowali średnią jakość syntenii 60% między 400 kb sekwencji z M. truncatula oraz G. maks., które szacuje się, że rozeszły się o około 54 Mya [15], a podobne poziomy zaobserwowano również między M. truncatula oraz L. japonicus (62%) [38,51]. Chociaż każdy analizowany tutaj region jest mniejszy niż w poprzednich badaniach, a zatem może być ponownie podatny na stronnicze pobieranie próbek, wysoki poziom ochrony jest spójny w czterech oddzielnych obszarach genomu. Ochrona z A. thaliana Genom był również wyższy niż można było się spodziewać, biorąc pod uwagę, że oba gatunki mają wspólnego przodka około 100 milionów lat temu [55,56]. Konserwowane regiony zostały zidentyfikowane dla trzech z czterech analizowanych regionów, a jakość syntenii wyniosła średnio 68%. Ten poziom ochrony jest zgodny z innymi badaniami dotyczącymi roślin strączkowych, w których bloki syntenii A.thaliana zostały znalezione dla M. truncatula, L. japonicus oraz G. maks. [40,57,58].

Ocena mikrosyntenii w tym badaniu ma ważne implikacje dla projektowania strategii sekwencjonowania całego genomu. W pełni zsekwencjonowane genomy gatunków modelowych zapewniają podstawowe zasoby dla genomiki translacyjnej i mogą potencjalnie działać jako rusztowania zarówno do mapowania fizycznego, jak i sekwencjonowania całego genomu nowej generacji blisko spokrewnionych gatunków. ten Oryżań Map Alignment Project (OMAP) stanowi przykład tego procesu, na przykład mapy fizyczne dodatkowych 12 Oryżań gatunki są generowane dzięki wykorzystaniu w pełni zsekwencjonowanego genomu ryżu jako ramy do konstrukcji [59]. Wraz z rozwojem technologii sekwencjonowania nowej generacji realistyczną możliwością staje się produkcja szkicowej sekwencji genomu koniczyny białej. Obserwowane tutaj podobieństwo między subgenomami O i P' bardzo utrudniałoby jednak dokładne złożenie sekwencji genomu allotetraploidalnego. Dlatego najskuteczniejszą strategią byłaby prawdopodobnie najpierw sekwencjonowanie genomu T. occidentale, najbardziej prawdopodobny z diploidalnych przodków. Na podstawie tego badania prawdopodobne jest, że szkice genomu obu M. truncatula oraz L. japonicus będą wtedy w stanie działać jako rusztowania dla całego zestawu sekwencji genomu. Podczas de novo składanie może być trudne z powodu krótkich odczytów generowanych przez platformy sekwencjonowania nowej generacji, strategia łącząca odczyty na jednym i sparowanych końcach (z wstawkami o wielkości ok. 2-5 kb) jest możliwa do wyobrażenia w oparciu o opisaną gęstość genów i konserwację sekwencji subgenomowej W tym badaniu. Jednak najbardziej udany montaż genomu prawdopodobnie będzie wynikiem hybrydy de novo i referencyjne podejścia do mapowania fizycznego.


Formuła zmiany procentowej

Formuła zmiany procentowej wygląda następująco:

(nowa_wartość - oryginalna_wartość) / |oryginalna_wartość| * 100

Dwie proste linie otaczające liczbę lub wyrażenie (w tym przypadku oryginalna wartość ) wskazują, że całkowita wartośćlub moduł. Oznacza to, że jeśli wartość wewnątrz linii prostych jest ujemna, musimy zamienić ją na dodatnią. Najłatwiej to zrobić, usuwając poprzedzający go minus. Jeśli wartość wewnątrz linii prostych jest dodatnia, nie musimy nic robić, pozostaje dodatnia. Po znalezieniu wartości bezwzględnej możemy wymazać linie proste lub zamienić je w nawias, ponieważ one również mogą pełnić tę funkcję.

Możesz zapytać, jak obliczyć różnicę procentową. Jest to to samo, co zmiana procentowa, więc możesz użyć kalkulatora zmiany procentowej, aby wykonać to zadanie. Ogólna formuła procentowa dla jednej wielkości w odniesieniu do drugiej polega na pomnożeniu stosunku tych dwóch wielkości przez 100. Kalkulator zmian procentowych jest przydatny nie tylko w klasie, ale także w codziennych zastosowaniach. Kwota podatku od sprzedaży na towar reprezentuje zmianę procentową, podobnie jak napiwek dodany do rachunku w restauracji. Możliwość obliczenia zmiany procentowej może się przydać podczas negocjacji nowej pensji lub oceny, czy wzrost dziecka odpowiednio wzrósł. Jak widać, umiejętność ręcznego obliczania zmiany procentowej za pomocą formuły zmiany procentowej może być przydatna w świecie rzeczywistym.


Budowanie drzew filogenetycznych

Drzewo filogenetyczne sortuje organizmy na klady lub grupy organizmów, które pochodzą od jednego przodka przy maksymalnej oszczędności.

Cele nauczania

Opisz kladystykę jako metodę stosowaną do tworzenia drzew filogenetycznych

Kluczowe dania na wynos

Kluczowe punkty

  • Drzewa filogenetyczne dzielą organizmy na klady: grupy organizmów, które pochodzą od jednego przodka.
  • Organizmy jednego kladu nazywane są grupą monofiletyczną.
  • Naukowcy używają wyrażenia „pochodzenie z modyfikacją”, ponieważ zmiany genetyczne zachodzą, mimo że spokrewnione organizmy mają wiele takich samych cech i kodów genetycznych.
  • Cecha jest uważana za cechę wspólną-przodkową, jeśli znajduje się u przodka grupy i wszystkie organizmy w taksonie lub kladzie mają tę cechę.
  • Jeśli tylko niektóre organizmy mają pewną cechę, nazywa się to cechą współpochodną, ​​ponieważ cecha ta wywodzi się w pewnym momencie, ale nie obejmuje wszystkich przodków w kladzie.
  • Naukowcy często posługują się pojęciem zwanym maksymalną oszczędnością, co oznacza, że ​​zdarzenia miały miejsce w najprostszy, najbardziej oczywisty sposób, aby pomóc w ogromnym zadaniu dokładnego opisu filogenezy.

Kluczowe terminy

  • monofiletyczny: odnoszące się do lub mające wpływ na pojedynczy typ (lub inny takson) organizmów
  • pochodny: z lub odnoszące się do warunków unikalnych dla gatunków potomnych kladu i nie występujących u wcześniejszych gatunków przodków
  • klady: grupy organizmów, które pochodzą od jednego przodka
  • rodowy: odnoszące się do, pochodzące lub posiadane przez przodka lub przodków jako majątek przodków
  • maksymalna oszczędność: preferowane drzewo filogenetyczne to drzewo, które wymaga najmniejszej zmiany ewolucyjnej, aby wyjaśnić niektóre obserwowane dane

Budowanie drzew filogenetycznych

Po posortowaniu cech homologicznych i analogicznych naukowcy często organizują cechy homologiczne za pomocą systemu zwanego kladystyką. Ten system dzieli organizmy na klady: grupy organizmów, które pochodzą od jednego przodka. Na przykład wszystkie organizmy w obszarze pomarańczowym wyewoluowały z jednego przodka, który miał jaja owodniowe. W konsekwencji wszystkie te organizmy mają również jaja owodniowe i tworzą jeden klad, zwany również grupą monofiletyczną. Klady muszą obejmować wszystkich potomków z punktu rozgałęzienia.

Wspólni przodkowie: Jaszczurki, króliki i ludzie wywodzą się od wspólnego przodka, który miał jajo owodniowe. Tak więc jaszczurki, króliki i ludzie należą do kladu Amniota. Vertebrata to większy klad, który obejmuje również ryby i minogi.

Klady mogą mieć różny rozmiar w zależności od tego, do którego punktu rozgałęzienia się odnosi. Ważnym czynnikiem jest to, że wszystkie organizmy w grupie kladowej lub monofiletycznej wywodzą się z jednego punktu na drzewie. Można to zapamiętać, ponieważ monofiletic dzieli się na “mono” co oznacza jeden i “filetic” co oznacza związek ewolucyjny. Zauważ, że w różnych przykładach kladów każdy klad pochodzi z jednego punktu, podczas gdy grupy niebędące kladami pokazują gałęzie, które nie mają wspólnego punktu.

Wspólne cechy

Organizmy ewoluują od wspólnych przodków, a następnie różnicują się. Naukowcy używają wyrażenia „pochodzenie z modyfikacją”, ponieważ chociaż pokrewne organizmy mają wiele takich samych cech i kodów genetycznych, zachodzą zmiany. Ten wzór powtarza się, gdy przechodzi się przez filogenetyczne drzewo życia:

  1. Zmiana w składzie genetycznym organizmu prowadzi do nowej cechy, która staje się powszechna w grupie.
  2. Wiele organizmów pochodzi z tego punktu i ma tę cechę.
  3. Wciąż pojawiają się nowe odmiany: niektóre są adaptacyjne i utrzymują się, prowadząc do nowych cech.
  4. W przypadku nowych cech określany jest nowy punkt rozgałęzienia (wróć do kroku 1 i powtórz).

Przykłady kladów: Wszystkie organizmy w obrębie kladu wyrastają z jednego punktu na drzewie. Klad może zawierać wiele grup, jak w przypadku zwierząt, grzybów i roślin, lub pojedynczą grupę, jak w przypadku wiciowców. Grupy, które różnią się w innym punkcie rozgałęzienia lub nie zawierają wszystkich grup w jednym punkcie rozgałęzienia, nie są uważane za klady.

Jeśli cecha zostanie znaleziona u przodka grupy, jest uważana za cechę wspólną-przodkową, ponieważ wszystkie organizmy w taksonie lub kladzie mają tę cechę. Rozważmy teraz charakterystyczne jajo owodniowe na tej samej figurze. Tylko niektóre organizmy mają tę cechę do tych, które ją posiadają, nazywa się to cechą współpochodną, ​​ponieważ cecha ta wywodzi się w pewnym momencie, ale nie obejmuje wszystkich przodków w drzewie. Trudnym aspektem dla postaci ze wspólnych przodków i ze wspólnych przodków jest fakt, że te terminy są względne. Ta sama cecha może być uważana za jedną lub drugą w zależności od konkretnego używanego diagramu. Terminy te pomagają naukowcom odróżnić klady w budowie drzew filogenetycznych.

Wybór właściwych relacji

Wyobraź sobie, że jesteś osobą odpowiedzialną za odpowiednie zorganizowanie wszystkich przedmiotów w domu towarowym, co jest przytłaczającym zadaniem. Porządkowanie ewolucyjnych relacji całego życia na Ziemi okazuje się znacznie trudniejsze: naukowcy muszą rozciągnąć się na ogromne bloki czasu i pracować z informacjami pochodzącymi od dawno wymarłych organizmów. Próba rozszyfrowania właściwych powiązań, zwłaszcza biorąc pod uwagę obecność homologii i analogii, sprawia, że ​​zadanie zbudowania dokładnego drzewa życia jest niezwykle trudne. Dodajmy do tego postęp technologii DNA, która obecnie dostarcza duże ilości sekwencji genetycznych do wykorzystania i analizy. Taksonomia jest subiektywną dyscypliną: wiele organizmów ma ze sobą więcej niż jedno połączenie, więc każdy taksonomista zadecyduje o kolejności połączeń.

Aby pomóc w ogromnym zadaniu dokładnego opisywania filogenezy, naukowcy często używają koncepcji zwanej maksymalną oszczędnością, co oznacza, że ​​zdarzenia miały miejsce w najprostszy, najbardziej oczywisty sposób. Na przykład, jeśli grupa ludzi weszłaby do rezerwatu leśnego, aby wybrać się na wędrówkę, w oparciu o zasadę maksymalnej oszczędności, można by przewidzieć, że większość ludzi będzie wędrować po ustalonych szlakach, a nie wykuwać nowe. W przypadku naukowców rozszyfrowujących ścieżki ewolucyjne stosuje się ten sam pomysł: ścieżka ewolucji prawdopodobnie obejmuje najmniej ważnych wydarzeń, które pokrywają się z dostępnymi dowodami. Zaczynając od wszystkich cech homologicznych w grupie organizmów, naukowcy szukają najbardziej oczywistej i prostej kolejności zdarzeń ewolucyjnych, które doprowadziły do ​​wystąpienia tych cech.


Wstęp

Wspólnym celem stref ostojowych lub nierywionych w morskich obszarach chronionych (MPA) jest pomoc w utrzymaniu opłacalnych łowisk na obszarach przyległych poprzez zmniejszenie załamań zasobów rybnych, zwiększenie gęstości i rozmiarów ryb oraz zapewnienie centrów rozpraszania osobników i larw (Kelleher , 1999). Wiele badań wykazało odbudowę populacji ryb po ogłoszeniu stref schronienia (bez połowów) Roberts, 1995, McClanahan i Kaunda Arara, 1996, Russ i Alcala, 1996, Wantiez et al., 1997 oraz wyznaczono obszary poławiane i nie poławiane. wykazano, że różnią się liczebnością, biomasą i liczbą gatunków ryb Watson i Ormond, 1994, Rakitin i Kramer, 1996, Roberts i Hawkins, 1997, Babcock i in., 1999, McClanahan i in., 1999, Chiappone i in. , 2000. Jednakże różnice były zwykle wykrywane podczas połowów obejmowały: szereg metod, takich jak włócznie, sieci, pułapki i sznury, które mogą wpływać na szereg gatunków intensywna presja połowowa mała lub brak regulacji lub presja wywierana przez komercyjne lub rzemieślnicze rybacy. W mniejszej liczbie badań porównywano obszary raf koralowych, na których łowiono i nie łowione ryby, gdzie są tylko wędkarze rekreacyjni. Wędkarstwo sznurowe może mieć inny efekt, ponieważ jest selektywne dla poszczególnych gatunków, mniej intensywne niż sieciowanie lub łowienie w pułapkę, zależne od umiejętności rybaka i kontrolowane raczej chęcią rekreacji niż koniecznością ekonomiczną. Różnice między obszarami mogą być mniejsze tam, gdzie główną metodą jest łowienie na żyłkę.

Chcieliśmy sprawdzić, czy istnieją różnice w populacjach docelowych ryb między obszarami ostojowymi i łowiskami, gdzie: stosowane były limity wielkości i ilości połowu, zgodność z przepisami była wysoka, a presję połowową wywierali wyłącznie wędkarze rekreacyjni. Kolejnym celem było sprawdzenie, czy obszary rezerwatów zachowały lub zwiększyły biomasę dojrzałych ryb. Odpowiednią lokalizacją do badań był Ningaloo Marine Park w Australii Zachodniej. Region ten miał obszary zamknięte dla połowów (strefy schronienia), minimalne rozmiary i limity ilości ryb drapieżnych, a rybacy wydawali się przestrzegać przepisów. Siatki plażowe i włócznie były dozwolone w niektórych małych wyznaczonych miejscach, ale generalnie nie były dozwolone. Połowy rekreacyjne, ale nie komercyjne, były dozwolone w strefach rekreacyjnych. W związku z tym presję połowową wywierali jedynie wędkarze rekreacyjni. Presja wędkarska wzdłuż rafy zmieniała się CALM, 1999, Sumner et al., 2002 ze względu na zmienny dostęp. In some locations, the coral reef is only tens of metres from shore, making it highly accessible to fishers and tourists. Under these circumstances, it was possible to compare fished and unfished areas where differences may be restricted to larger legal-sized predators that could be captured by line. The marine park was established in 1989 and sanctuary zones were implemented in 1991. Anecdotal evidence indicated that the region was heavily fished prior to this time (Weaver, 1998). There was a reduction in bag limits for some species in 1994 that may have relieved pressure on targeted fish stocks, but there have been an increasing number of fishers coming to the region (Shaw, 2000).

We posed three hypotheses to test whether there were differences in targeted fish between sanctuary and recreationally fished areas in fringing coral reef habitats of Ningaloo Marine Park: (1) there was a difference in the composition of fish families between zones (2) the abundance, biomass, and size of fish were greater in sanctuary zones and (3) the abundance of legal-sized fish was greater in sanctuary zones. Habitat characteristics in sanctuary and fished zones were compared, as we were concerned that any observed differences in fish assemblages may be confounded by differences in habitat. As sanctuary zones may lead to increases in both the density and average size of individuals, we compared fish assemblages using abundance, biomass, and size measures. Measures of abundance were used to address questions of density differences, and biomass allowed a greater comparative contribution from larger individuals. We were unable to make before-vs.-after comparisons as no data had previously been collected in the sanctuary and fished zones. Given this lack of information, the study will also serve as a baseline, enabling future monitoring and performance assessment of sanctuary zones in the Ningaloo Marine Park.



Uwagi:

  1. Ra'id

    Od dawna nie widziałem bardziej kompetentnej prezentacji, ale nie jesteś całkowicie prosto wszędzie, za 10 minut takie tematy nie są całkowicie puchnięte

  2. Kajikazahn

    Gratuluję, jakie słowa..., niezwykła myśl

  3. Rugby

    Doskonała wiadomość gratuluj)))))



Napisać wiadomość