Fylogeni og fylogenetiske træer

Biologi A · STX · A-niveau · Evolution

🧬 Fylogeni og fylogenetiske træer

Fylogeni = evolutionær historie og slægtskab mellem arter. Fylogenetisk træ visualiserer slægtskab.

Komponenter: Knude (node) = fælles forfader. Gren = evolutionær linje. Blad (tip) = nuværende art. Rod = mest grundlæggende fælles forfader. Klade = monofyletisk gruppe (en forfader + alle dens efterkommere — fx pattedyr). Søsterarter = nærmeste slægtninge med fælles forfader (mennesker + chimpanser).

Konstruktion: Morfologisk — historisk metode, kropform-træk.

Molekylær — moderne, baseret på DNA/protein-sekvenser (16S rRNA for bakterier, mtDNA for dyrearter, cytochrome b). Algoritmer: maximum parsimony (færrest ændringer), maximum likelihood, Bayesian inference.

Molecular clock: mutationer akkumulerer ca. konstant rate → tid siden splittelse beregnes. Mennesker + chimpanser: ~6-7 mio. år siden.

3 domæner (Woese 1990 baseret på rRNA): Bacteria (eubakterier), Archaea (extremofile, methanogener), Eukarya (planter, dyr, svampe, protister).

Eksempler: Tree of Life (Genome Project), human evolutionær træ (Australopithecus → Homo habilis → erectus → sapiens).

Anvendelser: sporing af pandemier (COVID-19 stamtræ), kriminologi (HIV-overførsel-analyse), bevarelsesbiologi (bevar mest unikke linjer).

Læringsmål

• Forklare Darwins teori og naturlig selektion
• Anvende Hardy-Weinberg-loven (basisniveau)
• Forklare artsdannelse (allopatrisk, sympatrisk)
• Anvende fylogenetiske træer
• Forklare menneskets evolution

Sådan kan du arbejde med emnet

• Forklar, hvad et fylogenetisk træ viser om slægtskab mellem arter
• Brug et fylogenetisk træ til at afgøre, hvilke af to arter der er tættest beslægtede med en tredje
• Diskutér, hvilke typer data (fx DNA-sekvenser) der bruges til at opstille fylogenetiske træer

Eksperiment-forslag

• Tegn et fylogenetisk træ for 5 selvvalgte arter ud fra DNA-sekvens-ligheder (brug fx en simpel BLAST-øvelse eller en udleveret datatabel), og identificér klader, søsterarter og fælles forfædre.
• Forklar molecular clock-konceptet, og beregn (med en given mutationsrate) hvor lang tid siden to arter har en fælles forfader.
• Diskutér, hvordan fylogenetiske træer bruges til at spore en pandemi (fx COVID-19) tilbage til dens oprindelse.

Brobygning

Fylogenetiske træer viser slægtskab — men hvorfor og hvordan allel-frekvenser ændrer sig (eller IKKE ændrer sig) over generationer, beskrives matematisk i 'Hardy-Weinbergs lov (basisniveau)'.