Evolusiebome en kladogramme — Graad 12 Lewenswetenskappe

Wat ’n filogenetiese boom wys

’n Filogenetiese boom wys die evolusionêre verwantskappe tussen spesies. Elke takpunt (node) is ’n gemeenskaplike voorouer; elke punt is ’n lewende of uitgestorwe spesie. Tyd loop van die wortel (die oudste, onderaan of links) na die punte (die jongste).

Jongste gemeenskaplike voorouer (JGV) — die laaste voorouer wat twee spesies deel. Hoe laer die twee lyne by die boom saamkom, hoe nouer is die spesies verwant.
Klade — ’n voorouer saam met al sy afstammelinge. ’n Geldige klade is ’n enkele takpunt en alles daaronder.
Susterspesies — twee spesies wat by dieselfde takpunt saamkom.

Verwantskappe uit ’n boom lees

Om te besluit hoe nou twee spesies verwant is, volg elke punt terug totdat die twee lyne ontmoet. Die takpunt waar hulle ontmoet, is hul JGV.

✏️ Uitgewerkte voorbeeld

1Spesie W en X kom by takpunt 1 saam. Spesie Y voeg by daardie paar by takpunt 2. Spesie Z voeg alles by takpunt 3 (die wortel).

2W en X deel die jongste voorouer (takpunt 1), dus is hulle die nouste familie.

3Y is nouer verwant aan W en X as aan Z, omdat hul lyne by takpunt 2 saamkom, wat jonger is as takpunt 3.

Algemene fout: die volgorde van die punte van links na regs maak nie saak nie. Jy kan enige takpunt omdraai sonder om die verwantskappe te verander. Net die punte waar lyne saamkom, tel.

Kladogramme en afgeleide eienskappe

’n Kladogram is ’n boom wat gebou word uit gedeelde afgeleide eienskappe: nuwe kenmerke wat in ’n voorouer verskyn het en aan sy afstammelinge oorgedra is. Elke eienskap word by die takpunt geplaas waar dit die eerste keer verskyn het. Groepe wat meer afgeleide eienskappe deel, is nouer verwant.

✏️ ’n Kladogram bou

1Spesie A (’n insek): geen werwelkolom nie. Spesie B (’n vis): werwelkolom. Spesie C (’n akkedis): werwelkolom en amniotiese eier. Spesie D (’n muis): werwelkolom, amniotiese eier en hare.

2Die werwelkolom verskyn eerste en word deur B, C en D gedeel. Die amniotiese eier verskyn daarna en word deur C en D gedeel. Hare kom net by D voor.

3Plaas die eienskappe by takpunte: werwelkolom by die eerste takpunt, amniotiese eier by die tweede, hare by die derde. C en D is susterspesies.

Gedeelde homoloë strukture (soos die voorpote van mense, vlermuise en walvisse) ondersteun gemeenskaplike afkoms. Gedeelde eienskappe wat afsonderlik ontwikkel het (soos vlerke by voëls en insekte) is analoog en wys nie nou verwantskap nie.

Divergensie en konvergensie

Divergensie gebeur wanneer een populasie verdeel en die groepe in verskillende rigtings evolueer; dit skep die takke van ’n boom. Konvergente evolusie gebeur wanneer nie-verwante spesies soortgelyke eienskappe ontwikkel omdat hulle in soortgelyke omgewings leef. Dolfyne (soogdiere) en haaie (visse) het albei stroomlynige liggame, maar hulle is nie naby verwant nie.

Kernpunt: soortgelyke voorkoms bewys nie naby verwantskap nie. Bome word gebou uit gedeelde afgeleide eienskappe en DNS-bewys, nie uit voorkoms alleen nie.

Antwoord in jou oefeningboek en maak dan elke memorandum oop om jou werk na te sien.

Vraag 1 · (4 punte)

Bestudeer ’n boom met punte A, B, C, D. A en B kom by die takpunt naaste aan die punte saam; C voeg by A en B by ’n laer takpunt; D is die buitegroep by die wortel. (a) Watter twee spesies is die nouste verwant? (b) Verduidelik jou antwoord met die term jongste gemeenskaplike voorouer.

Wys memorandum

(a) A en B ✓
(b) A en B kom by die takpunt naaste aan die punte saam ✓, dus deel hulle die jongste gemeenskaplike voorouer ✓. C en D deel net ouer voorouers met hulle ✓.

Vraag 2 · (4 punte)

Definieer die term klade en sê of die groep wat deur spesies B, C en D gevorm word (uit die boom in vraag 1) ’n geldige klade is. Regverdig jou antwoord.

Wys memorandum

’n Klade is ’n voorouer saam met al sy afstammelinge ✓✓.
B, C en D is nie ’n geldige klade nie ✓: die voorouer van B en C het ook A voortgebring, dus bevat ’n groep sonder A nie al die afstammelinge van een voorouer nie ✓.

Vraag 3 · (6 punte)

’n Kladogram wys: ’n werwelkolom by die eerste takpunt (gedeel deur visse, akkedisse en muise); ’n amniotiese eier by die tweede takpunt (gedeel deur akkedisse en muise); hare by die derde takpunt (net muise). (a) Noem die susterspesies. (b) Watter afgeleide eienskap skei muise van akkedisse? (c) Verduidelik waarom hare ’n afgeleide eienskap is en nie ’n voorouerlike een nie.

Wys memorandum

(a) Die akkedis en die muis ✓✓ (hulle deel die takpunt van die amniotiese eier).
(b) Hare ✓✓
(c) Hare het net in die voorouer van muise verskyn, nadat hul lyn van die akkedisse geskei het ✓, dus word dit nie met die ouer groepe (visse, akkedisse) gedeel nie ✓.

Vraag 4 · (3 punte)

Verduidelik waarom die vlerke van vlermuise en voëls ’n voorbeeld van konvergente evolusie is, en waarom die voorpote van vlermuise en mense homoloog is.

Wys memorandum

Vlermuis- en voëlvlerke het dieselfde funksie (vlug) ✓ maar het afsonderlik in nie-verwante lyne ontwikkel, met verskillende strukture (velmembraan teenoor vere), dus toon hulle konvergente evolusie ✓.
Vlermuis- en mensvoorpote deel dieselfde basiese beenplan (humerus, radius en ulna, karpale, falange) wat van ’n gemeenskaplike voorouer geërf is, dus is hulle homoloog ✓.