Filogeni dan Kladistik By Mugi Mumpuni Linnaeus Darwin

Filogeni dan Kladistik By : Mugi Mumpuni

Linnaeus Darwin Sistem Klasifikasi Teori Evolusi Persamaan dan Perbedaan Karakter Keturunan yang berbeda dengan tetua Taksonomi – Penamaan dan pengelompokan organisme Sistematika – Penamaan dan pengelompokan organisme berdasarkan sejarah evolusinya Filogenetik – Rekonstruksi sejarah evolusi dalam kelompok organisme Systematic Phylogenetics

EVOLUSI Pemisahan Benua merupakan penyebab terjadinya peristiwa evolusi & pola penyebaran organisme (biogeograhic patterns) E. g. , Proteaceae – a plant family that originated in Gondwana

Pohon Kehidupan Apa itu filogeni? Diagram cabang yang memperlihatkan hubungan antar jenis berdasarkan karakter yang di bagi oleh nenek moyang kepada keturunan Mengapa Filogeni perlu dipelajari? Untuk Memahami dan mengelompokkan keanekaragaman organisme hidup di bumi

Filogeni Species: A B D F E Time C E F A B C D Time A da B memiliki hubungan kekerabatan yang dekat karena mereka sama 2 dibagi karakter dari nenek moyangnya yaitu E, sedangkan C dan D tidak memiliki karakter yang sama dengan E A+B+C lebih dekat kekerabatannya dibandingkan dengan D, karena mereka memiliki nenek moyang sama yaitu F

Filogeni Terminal nodes = contemporary taxa Internal nodes = ancestral taxa

Filogeni Monophyletic group Paraphyletic group Berisi nenek moyang dan Berisi beberapa nenek semua turunannya saat ini Moyang dan beberapa turunannya A B C D Polyphyletic group Berisi dua atau lebih turunan Yang berbeda nenek moyang A B C D Taxon A adalah turunan Taxon A dan C memiliki saat ini, dan terlihat sangat karakter yang sama melalui berbeda dari B, C dan nenek convergent evolution moyangnya

Terminologi Plesiomorfi sifat karakter ditemukan pada nenek moyang dan semua turunannya Apomorfi karakter maju (pengembangan sifat karakter) dijumpai pada turunan Symplesiomorfi Karakter nenek moyang dibagi Synapomorfi Shared, derived character state (indicates homology) “biru” dan“kotak” adalah pleisiomorfi A “ukuran kecil” adalah apomorfi bagi A “merah” adalah synapomorfi bagi A dan B “lingkaran” adalah synapomorfi bagi A, B dan C …tetapi sebuah sympleisiomorfi bagi A dan B B C D

Fenetik Vs Kladistik Fenetik Pohon kekerabatan yang dibangun berdasarkan kemiripan atau ketidakmiripan karakter fenotip yang dimiliki oleh jenis tanpa melihat dan mempelajari sejarah evolusi. Pohon kekerabatan di bangun berdasarkan karakter “saat ini” yang teramati, menunjukkan kemiripan pada jenis dan bukan refleksi dari perjalanan evolusi Pohon kekebarabatn yang terbentuk disebut fenogram Perhitungan algoritma adalah untuk mengukur perkiraan kemiripan karakter untuk membangun pohon kekerabatan.

Fenetik Vs Kladistik Pohon kekerabatan dibangun dengan mempertimbangkan sejarah evolusi dan memilih pohon yang terbaik dari pohon alternatif yang telah dirancang. Mengikutsertakan karakter primitif yang dimiliki oleh nenek moyangnya sebagai data “saat ini” Pohon kekerabatan yang dibangun disebut Kladogram Perhitungan algoritma berdasarkan karakter yang terbagi pada turunan untuk membangun pohon kekerabatan yang dianggap paling menggambarkan hubungan (parsimoni)

Analisis Kladistik Kimiripan karakter (morfologi, tingkah laku, data molekuler dll) umumnya menggambarkan hubungan kekerabatan --- homologi. Namun belum tentu kemiripan karakter itu berasal dari nenek moyang sama --analogi Mimilih pohon kekeabatan yang paling parsimoni Ingroup Vs Outgroup Ingroup = Grup yang akan kita bangun (yang menjadi target analisis) Outgroup = satu jenis atau banyak jenis(grup) yang diketahui usianya lebih tua dibandingkan taxa yang diteliti, yang kemudian digunakan sebagai nenek moyang

Analisis Kladistik All similar characters Analogies Shared Primitive Characters (ancestral) Homologies Shared Derived Characters(u nique to a clade)

Ingroup Vs Outgroups Ingroups

Analisis Kladistik Contoh… Outgroup Ingroup Create potential topologies for the tree Map the characters onto the trees Choose the most parsimonious tree

Review available at: http: //evolution. genetics. washington. edu/phylip/software. html

Terima Kasih

Synapomorphy Each character shown in pink is a synapomorphy Shared - by all descendants in the clade e. g. , all chordates share a notochord Derived – not present in ancestral taxa e. g. , ancestral deuterostome lacks a notochord Any clade must share at least one synapomorphy

Synapomorphy How can we tell how well a clade is supported? In part, by the number of synapomorphies Few synapomorphies = weaker support Many synapomorphies = stronger support

Homoplasy Taxa share a character, but not by descent from a common ancestor Equivalent to analogy, homoplasy is a product of convergent evolution Homoplasy gives the impression of homology (synapomorphy) and therefore misleads phylogenetic analyses by supporting polyphyletic taxa Recovered phylogeny True phylogeny

Homoplasy Homoplasies that look like homologies: Stripes Spotted caudal fin Yellow color Recovered phylogeny Lake Tanganyika True phylogeny: Malawi cichlids monophyletic Lake Malawi

Cladistic Analysis Similar characters (e. g. , morphological, behavioral, molecular, etc. traits or features) suggest relatedness… Wasps [Hymenoptera]

Cladistic Analysis But, not all similarity derives from common ancestry! Mantisfly [Neuroptera] Convergent evolution can produce superficially similar traits that lack homology with one another

Cladistic Analysis Analogous characters do not share common ancestry Similarity among taxa results from convergence

Cladistic Analysis Homologous characters share common ancestry Lack of similarity among taxa results from divergence

Cladistic Analysis As a general rule, the more homologous characters shared by two species, the more closely they are related Sequences of DNA & RNA (nucleotides) and proteins (amino acids) are used as characters; as a general rule, the more recently two species shared a common ancestor, the more similar their sequences

Cladistic Analysis Ingroup vs. Outgroup Ingroup = the group whose relationships we are trying to resolve Fig. 25. 11

Cladistic Analysis Ingroup vs. Outgroup = a species (or group) known to have an older most recent common ancestor with the ingroup than the ingroup’s most recent common ancestor Fig. 25. 11

Cladistic Analysis Ingroup vs. Outgroup An outgroup helps identify shared ancestral and shared derived characters (unique to a clade) Fig. 25. 11

EVOLUSI Cretaceous mass extinction Asteroid impacts may have caused mass extinction events Permian mass extinction Extinction of >90% of species

Reconstructing evolutionary history Cladistic methods (Willi Hennig 1966) Based on shared, derived characters = synapomorphies Similarity is not enough – requires similarity reflecting descent with modification Requires characters that can be assigned a particular character state Characters and character states Character: Molecular Characters eye color Character states: blue, brown, green mammary glands present, absent number of legs 0, 2, 4, 6, 8, etc. nucleotide bases A, C, T, G amino acid codons ACC, CGT, GAT, etc.