Fenetik

Inom biologi är fenetik ( grekiska : phainein – att synas) / f ɪ ˈ n ɛ t ɪ k s / , även känd som taxametri , ett försök att klassificera organismer utifrån övergripande likhet, vanligtvis i morfologi eller andra observerbara egenskaper, oavsett deras fylogeni eller evolutionära relation. Det är nära besläktat med numerisk taxonomi som handlar om användningen av numeriska metoder för taxonomisk klassificering. Många människor bidrog till utvecklingen av fenetiken, men de mest inflytelserika var Peter Sneath och Robert R. Sokal . Deras böcker är fortfarande primära referenser för denna underdisciplin, även om de nu är slut.

Fenetik har till stor del ersatts av kladistik för forskning om evolutionära relationer mellan arter. Men vissa fenetiska metoder, såsom grannsammanfogning , har hittat sin väg in i fylogenetiken, som en rimlig approximation av fylogeni när mer avancerade metoder (som Bayesiansk slutledning ) är för beräkningsmässigt dyra.

Fenetiska tekniker inkluderar olika former av klustring och ordination . Dessa är sofistikerade sätt att reducera variationen som uppvisar av organismer till en hanterbar nivå. I praktiken innebär detta att man mäter dussintals variabler och sedan presenterar dem som två- eller tredimensionella grafer. Mycket av den tekniska utmaningen inom fenetiken kretsar kring att balansera förlusten av information i en sådan minskning mot lättheten att tolka de resulterande graferna.

Metoden kan spåras tillbaka till 1763 och Michel Adanson (i hans Familles des plantes ) på grund av två delade grundprinciper – övergripande likhet och lika viktning – och moderna fenetiker kallas ibland neo-Adansonian s.

Skillnad från kladistik

Fenetiska analyser är orotade , det vill säga de skiljer inte mellan plesiomorphies , egenskaper som ärvs från en förfader, och apomorphies , egenskaper som utvecklats på nytt i en eller flera linjer. Ett vanligt problem med fenetisk analys är att basala evolutionära grader , som behåller många plesiomorfier jämfört med mer avancerade linjer, verkar vara monofyletiska . Fenetiska analyser kan också vilseledas av konvergent evolution och adaptiv strålning . Kladistiska metoder har försökt lösa dessa problem.

Tänk till exempel sångfåglar . Dessa kan delas in i två grupper – Corvida , som behåller gamla karaktärer i fenotyp och genotyp , och Passerida , som har mer moderna drag. Men bara de sistnämnda är en grupp närmaste släktingar; de förra är talrika självständiga och forntida härstamningar som är ungefär lika avlägset besläktade med varandra som var och en av dem är till Passerida. I en fenetisk analys kommer den stora graden av övergripande likhet som finns bland Corvida att göra att de verkar vara monofyletiska också, men deras gemensamma egenskaper fanns redan hos alla sångfåglars förfäder. Det är förlusten av dessa förfäders egenskaper snarare än deras närvaro som betyder vilka sångfåglar som är närmare släkt med varandra än med andra sångfåglar. Men kravet på att taxa ska vara monofyletisk – snarare än parafyletisk som i fallet med Corvida – är i sig en del av den kladistiska synen på taxonomi, som inte nödvändigtvis följs i absolut grad av andra skolor.

De två metoderna utesluter inte varandra. Det finns ingen anledning till varför t.ex. arter som identifierats med hjälp av fenetik inte senare kan utsättas för kladistisk analys för att fastställa deras evolutionära samband. Fenetiska metoder kan också vara överlägsna kladistik när endast särskiljningen av relaterade taxa är viktig, eftersom beräkningskraven är lägre.

Fenetismens och kladismens historia som rivaliserande taxonomiska system analyseras i David Hulls bok från 1988 Science as a Process .

I dag

Traditionellt fanns det en hel del hetsig debatt mellan fenetiker och kladister, eftersom båda metoderna ursprungligen föreslogs för att lösa evolutionära relationer. Kanske var fenetikens "högvattenmärke" DNA-DNA-hybridiseringsstudierna av Charles G. Sibley , Jon E. Ahlquist och Burt L. Monroe Jr. , från vilka 1990 års Sibley-Ahlquist-taxonomi för fåglar resulterade . Mycket kontroversiellt vid sin tid, några av dess upptäckter (t.ex. Galloanserae) har bekräftats, medan andra (t.ex. den allomfattande " Ciconiiformes " eller " Corvida ") har avvisats. Men med datorer som blev allt kraftfullare och mer utbredda, blev mer förfinade kladistiska algoritmer tillgängliga och kunde sätta Willi Hennigs förslag på prov. Resultaten av kladistiska analyser visade sig vara överlägsna de fenetiska metoderna – åtminstone när det gällde att lösa fylogenier.

Många systematiker fortsätter att använda fenetiska metoder, särskilt för att ta itu med frågor på artnivå. Medan ett viktigt mål för taxonomin fortfarande är att beskriva "livets träd" - den evolutionära vägen som förbinder alla arter - måste man i fältarbete kunna skilja ett taxon från ett annat. Att klassificera olika grupper av närbesläktade organismer som skiljer sig mycket subtilt är svårt med en kladistisk metod. Phenetics tillhandahåller numeriska verktyg för att undersöka övergripande variationsmönster, vilket gör det möjligt för forskare att identifiera diskreta grupper som kan klassificeras som arter.

Moderna tillämpningar av fenetik är vanliga inom botaniken , och några exempel finns i de flesta nummer av tidskriften Systematic Botany . Faktum är att på grund av effekterna av horisontell genöverföring , polyploida komplex och andra särdrag hos växtgenomik, kan fenetiska tekniker inom botanik – även om de är mindre informativa helt och hållet – i dessa speciella fall vara mindre benägna att göra fel jämfört med kladistisk analys av DNA-sekvenser .

Dessutom har många av de tekniker som utvecklats av fenetiska taxonomer antagits och utökats av samhällsekologer , på grund av ett liknande behov av att hantera stora mängder data.

Se även