Mavzu: filogenetik daraxtlar va klasterlash metodlari

2.3.Filogenetik daraxtning tuzilishi
Filogenetik daraxtni tuzishda biz turlar yoki organizmlar boshqa guruhlarning umumiy ajdodidan qanday rivojlangani toʻgʻrisidagi eng soʻnggi gipotezalarimizga asoslanamiz11start superscript, 1, end superscript. Ushbu gipotezalar bizni qiziqtirgan turlarning jismoniy belgilari yoki genlarining DNK ketma-ketliklari kabi toʻplagan maʼlumotlarimiz asosida yaratiladi. Siz bu haqda filogenetik daraxtlarni tuzish nomli maqolada yanada koʻproq maʼlumot bilib olishingiz mumkin.
Filogenetik daraxtda bizni qiziqtirgan turlar yoki guruhlar daraxt shoxlari uchida joylashadi. Misol uchun, quyidagi filogenetik daraxt beshta tur: A, B, C, D va E turlar orasidagi aloqalarni koʻrsatib, ular daraxt shoxlarining uchida joylashtirilgan.

Robert Bear va boshqalar, CC BY 4.0ʼga tegishli Taxonomy and phylogeny: Figure 2 (Taksonomiya va filogeniya: 2-rasm) nomli grafik material oʻzgartirib olindi.
Filogenetik daraxt shoxlarining qanday joylashgani bizning berilgan turlarning umumiy ajdoddan qanday kelib chiqqanligi haqidagi tushunchalarimizni ifodalaydi. Har bir shoxlanish nuqtasi (ichki tugun deb ham ataladi) divergensiya hodisasi yoki bitta ajdodning ikki yoki undan ortiq turlarga ajralishini koʻrsatadi.
Har bir shoxlanish nuqtasida ushbu shoxlar uchida joylashgan barcha turlarning eng soʻnggi umumiy ajdodi joylashgan. Misol uchun, A va B turlar ajralib chiqqan shoxlanish nuqtasida ushbu turlarning eng soʻnggi umumiy ajdodi keltirilgan. Daraxtning pastki qismi yoki ildizi tepasidagi birinchi shoxlanish nuqtasida barcha turlarning (A, B, C, D, E) umumiy ajdodi keltirilgan. 

Robert Bear va boshqalar, CC BY 4.0ʼga tegishli Taxonomy and phylogeny: Figure 2 (Taksonomiya va filogeniya: 2-rasm) nomli grafik material oʻzgartirib olindi.
Ushbu daraxtdagi har bir gorizontal chiziq hozir yashayotgan turga olib keluvchi ajdodlar qatorini anglatadi. Misol uchun, E turga olib keluvchi chiziq uning boshqa turlardan ajralib chiqqandan beri yashagan ajdodlarini anglatadi. Shu tartibda daraxt ildizi ushbu daraxtda keltirilgan barcha turlarning soʻnggi umumiy ajdodiga olib keluvchi organizmlar qatorini koʻrsatadi.
Qaysi turlar bir-biriga koʻproq qarindosh?
Filogenetik daraxtda ikkita turning qarindoshlik darajasi aniq maʼno bildiradi. Agar ikkita tur koʻproq umumiy ajdodga ega boʻlsa, ular yaqinroq qarindosh, agar kamroq umumiy ajdodga ega boʻlsa, ular uzoqroq qarindosh hisoblanadi.
Har qanday tur yoki boshqa guruhlarning eng soʻnggi umumiy ajdodini topish uchun osongina usulni qoʻllashimiz mumkin. Buning uchun ikkita tur tugagan shoxdan “orqaga qarab yuramiz” va shu ikki turni birlashtiruvchi chiziq toʻqnashadigan nuqtani topguncha davom etamiz.
Aytaylik, A va B hamda B va C juftliklarning qaysi biri koʻproq qarindosh ekanini aniqlamoqchimiz. Buni aniqlash uchun ikkala juftlikning daraxtdagi chiziqlari boʻylab orqaga harakatlana boshlaymiz. A va B tur juftligi B va C tur juftligidan koʻra ertaroq tutashadi. Demak, A va B turlar B va C turlarga nisbatan yaqinroq qarindosh ekan.

Robert Bear va boshqalar, CC BY 4.0ʼga tegishli Taxonomy and phylogeny: Figure 2 (Taksonomiya va filogeniya: 2-rasm) nomli grafik material oʻzgartirib olindi.
Yana shuni ham eslatish joizki, ayrim turlarning qarindoshlik darajasini bu yoʻl bilan solishtira olmaymiz. Misol uchun, biz A va B turlar C va D turlardan koʻra yaqinroq qarindosh deb ayta olmaymiz. Chunki filogenetik daraxtning gorizontal oʻqlari vaqtni bevosita ifodalamaydi. Shu sababli biz faqat bir chiziq yoki shoxda kechayotgan jarayonlarni solishtirishimiz mumkin, turli shoxlardagi jarayonlarni esa solishtira olmaymiz.
Filogenetik daraxtlarni oʻqish boʻyicha ayrim maslahatlar
Siz turli formatlarda chizilgan filogenetik daraxtlarga duch kelishingiz mumkin. Pastda chap tomonda koʻrsatilganidek, ayrimlari bloksimon chizilgan. Boshqalari esa oʻng tomonda keltirilganidek, diagonal chiziqlar orqali ifodalangan. Bloksimon daraxtda koʻrsatilganidek, filogenetik daraxtlarning shoxlari vertikal yoki gorizontal joylashgan boʻlishi mumkin.

Robert Bear va boshqalar, CC BY 4.0ʼga tegishli Taxonomy and phylogeny: Figure 2 (Taksonomiya va filogeniya: 2-rasm) nomli grafik material oʻzgartirib olindi.
Yuqoridagi uchta daraxt A, B, C, D va E turlar bir xil aloqaga ega ekanini ifodalaydi. Buni oʻzingiz tekshirib koʻrishingiz mumkin. Shoxlanish yoʻli va umumiy ajdodlarning tartibi ham ikkala daraxtda bir xil. Turlicha koʻrinishda boʻlgan ushbu daraxtlardagi bir xil maʼlumot daraxtlarning qarindoshlik darajasini
Yuqoridagi ikki daraxt turli koʻrinishlarda ifodalangan boʻlsa-da, turlar orasidagi munosabatlar oʻzgarmagan. Quyidagi daraxtlarda ham toʻrttala tur orasidagi bir xil aloqa koʻrsatilgan.
XULOSA
Organizmlar o'rtasidagi evolyutsiya yo'llari va aloqalarini ko'rsatish uchun filogenetik daraxt deb nomlangan vositadan foydalanadilar. A filogenetik daraxt organizmlar yoki organizmlar guruhlari o'rtasidagi evolyutsion munosabatlarni aks ettirish uchun ishlatiladigan diagramma. Olimlar filogenetik daraxtlarni evolyutsion o'tmishning gipotezasi deb hisoblashadi, chunki taklif qilingan munosabatlarni tasdiqlash uchun orqaga qaytib bo'lmaydi. Boshqacha qilib aytganda, turli organizmlar qachon paydo bo'lganligini va turli organizmlar o'rtasidagi munosabatlarni ko'rsatish uchun "hayot daraxti" qurilishi mumkin ([havola]).
Taksonomik tasnif diagrammasidan farqli o'laroq, filogenetik daraxt evolyutsiya tarixi xaritasi kabi o'qilishi mumkin. Ko'pgina filogenetik daraxtlar umumiy ajdodni ifodalovchi asosda bitta naslga ega. Olimlar bunday daraxtlarni chaqirishadi ildiz otgan, ya'ni diagrammada ko'rsatilgan barcha organizmlar tegishli bo'lgan yagona ajdodlar avlodi (odatda pastdan yoki chapdan chizilgan) mavjud. Ildizli filogenetik daraxtga e'tibor bering, uchta domen - Bakteriyalar, Arxeya va Eukariya - bir nuqtadan ajralib, shoxlanadi. Ushbu diagrammada o'simliklar va hayvonlar (shu jumladan, odamlar) egallagan kichik shoxcha bu guruhlarning boshqa organizmlar bilan qanchalik yaqin va kichikligini ko'rsatadi. Ildizsiz daraxtlar umumiy ajdodni ko'rsatmaydi, lekin turlar o'rtasidagi munosabatlarni ko'rsatadi.
Bir-biriga yaqinroq bo'lgan organizmlar ko'proq o'xshashligini taxmin qilish oson bo'lishi mumkin va bu ko'pincha shunday bo'lsa-da, bu har doim ham to'g'ri emas. Agar bir-biriga chambarchas bog'liq bo'lgan ikkita nasl sezilarli darajada o'zgaruvchan muhitda yoki katta yangi moslashuv evolyutsiyasidan keyin rivojlangan bo'lsa, bu ikki guruh bir-biriga yaqin bo'lmagan boshqa guruhlarga qaraganda ko'proq farq qilishi mumkin. Masalan, [havola]dagi filogenetik daraxt kaltakesaklar va quyonlarning ikkalasida ham amniotik tuxum borligini ko'rsatadi, qurbaqalarda esa hali kaltakesaklar va qurbaqalar kaltakesak va quyonlarga qaraganda ko'proq o'xshash.
Filogenetik daraxtlarning yana bir jihati shundaki, agar boshqacha ko'rsatilmagan bo'lsa, novdalar vaqt uzunligini hisobga olmaydi, faqat evolyutsiya tartibini hisobga oladi.
Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, filialning uzunligi odatda ko'proq vaqt o'tganligini anglatmaydi va qisqa novda kamroq vaqt o'tganligini anglatmaydi - agar diagrammada ko'rsatilmagan bo'lsa. Masalan, [bog'lanish] da daraxt amniotik tuxum va soch evolyutsiyasi o'rtasida qancha vaqt o'tganligini ko'rsatmaydi. Daraxt nimani ko'rsatsa, voqealar sodir bo'lgan tartibni ko'rsatadi.
Yana [bog'lanish] dan foydalanib, daraxt eng qadimgi belgi umurtqa pog'onasi, undan keyin menteşeli jag'lar va boshqalar ekanligini ko'rsatadi. Esda tutingki, har qanday filogenetik daraxt katta butunning bir qismidir va haqiqiy daraxt kabi, yangi novda paydo bo'lgandan keyin faqat bitta yo'nalishda o'smaydi. Demak, [bog'lanish] dagi organizmlar uchun umurtqa pog'onasining paydo bo'lishi umurtqasizlar evolyutsiyasi to'xtaganini anglatmaydi, bu faqat yangi shoxcha paydo bo'lganligini bildiradi.
Shuningdek, bir-biriga yaqin bo'lmagan, lekin o'xshash sharoitlarda rivojlanadigan guruhlar yaqin qarindoshga qaraganda bir-biriga fenotipik jihatdan o'xshash ko'rinishi mumkin.