Chemotaksonomia - Chemotaxonomy

Merriam-Webster definiuje chemotaksonomię jako metodę klasyfikacji biologicznej opartą na podobieństwach i odmienności w budowie niektórych związków między klasyfikowanymi organizmami . Zwolennicy twierdzą, że ponieważ białka są ściślej kontrolowane przez geny i mniej podlegają doborowi naturalnemu niż cechy anatomiczne , są bardziej wiarygodnymi wskaźnikami powiązań genetycznych . Związki badane w większości są białka, aminokwasy , kwasy nukleinowe , peptydy, etc.

Fizjologia jest nauką o pracę z narządów w żywej istoty . Ponieważ praca narządów obejmuje chemikalia z ciała , związki te są nazywane biochemiczne dowody . Badanie zmian morfologicznych wykazało, że zachodzą zmiany w strukturze zwierząt, które prowadzą do ewolucji . Gdy zachodzą zmiany w strukturze żywego organizmu, w naturalny sposób towarzyszą im zmiany w procesach fizjologicznych lub biochemicznych .

John Griffith Vaughan był jednym z pionierów chemotaksonomii.

Produkty biochemiczne

Ciało jakiegokolwiek zwierzęcia w królestwie zwierząt składa się z wielu substancji chemicznych . Spośród nich tylko kilka produktów biochemicznych zostało wziętych pod uwagę w celu uzyskania dowodów na ewolucję.

  1. Protoplazma : Każda żywa komórka , od bakterii po słonia , od traw po płetwal błękitny , ma protoplazmę. Chociaż złożoność i składniki protoplazmy rosną od niższego do wyższego organizmu żywego, podstawowym związkiem jest zawsze protoplazma. Znaczenie ewolucyjne: z tego dowodu jasno wynika, że ​​wszystkie żywe istoty mają wspólny punkt początkowy lub wspólnego przodka , który z kolei miał protoplazmę. Jego złożoność wzrosła ze względu na zmiany trybu życia i środowiska .
  2. Kwasy nukleinowe: DNA i RNA to dwa rodzaje kwasów nukleinowych obecne we wszystkich żywych organizmach. Są obecne w chromosomach . Stwierdzono, że struktura tych kwasów jest podobna u wszystkich zwierząt. DNA zawsze ma dwa łańcuchy tworzące podwójną helisę , a każdy łańcuch składa się z nukleotydów . Każdy nukleotyd ma cukier pentozowy , grupę fosforanową i zasady azotowe, takie jak adenina , guanina , cytozyna i tymina . RNA zawiera uracyl zamiast tyminy. W laboratorium udowodniono, że pojedyncza nić DNA jednego gatunku może pasować do drugiej nici innego gatunku. Jeśli allele nici dowolnych dwóch gatunków są blisko, można wywnioskować, że te dwa gatunki są bliżej spokrewnione.
  3. Enzymy trawienne to związki chemiczne pomagające w trawieniu . Białka są zawsze trawione przez określony typ enzymów, takich jak pepsyna , trypsyna itp., U wszystkich zwierząt, od jednokomórkowej ameby po człowieka . Złożoność składu tych enzymów wzrasta od organizmów niższych do wyższych, ale są zasadniczo takie same. Podobnie, węglowodany są zawsze trawione przez amylazę , a tłuszcze przez lipazę .
  4. Końcowe produkty trawienia: niezależnie od rodzaju zwierzęcia , końcowymi produktami białka, węglowodanów i tłuszczów są odpowiednio aminokwasy , cukry proste i kwasy tłuszczowe . Można więc z łatwością stwierdzić, że podobieństwo produktów końcowych wynika ze wspólnego pochodzenia .
  5. Hormony to wydzieliny z gruczołów bezkanałowych, zwanych gruczołami dokrewnymi, takimi jak tarczyca , przysadka mózgowa , nadnercza itp. Ich charakter chemiczny jest taki sam u wszystkich zwierząt. Na przykład tyroksyna jest wydzielana z tarczycy niezależnie od tego, jakie zwierzę jest. Służy do kontrolowania metabolizmu u wszystkich zwierząt. Jeśli człowiek ma niedobór tyroksyny, nie ma konieczności suplementacji tego hormonu od innego człowieka. Można go wyekstrahować z dowolnego ssaka i wstrzyknąć człowiekowi w celu zapewnienia normalnego metabolizmu. Podobnie insulina jest wydzielana z trzustki .
    Jeśli tarczyca z kijanki zostanie usunięta i zastąpiona bydlęcą tarczycą, nastąpi normalny metabolizm, a kijanka przekształci się w żabę . Ponieważ między tymi zwierzętami istnieje podstawowy związek, taka wymiana hormonów lub gruczołów jest możliwa.
  6. Azotowe produkty wydalnicze: organizmy żywe wydalają głównie trzy rodzaje odpadów azotowych; amoniak jest cechą organizmów wodnych, mocznik jest tworzony przez mieszkańców lądu i wody, kwas moczowy jest wydalany przez lądowe formy życia. Żaba w stadium kijanki wydziela amoniak jak ryba. Kiedy zamienia się w dorosłą żabę i przenosi się na ląd, zamiast amoniaku wydziela mocznik. W ten sposób ustalono pochodzenie zwierząt wodnych od zwierząt lądowych . Piskląt dalej aż do piątego dnia rozwoju wydziela amoniak ; od 5 do 9 dnia mocznik ; a następnie kwas moczowy . W oparciu o te ustalenia Baldwin szukał biochemicznego podsumowania rozwoju kręgowców w odniesieniu do azotowych produktów wydalniczych .
  7. Fosfagenyrezerwuarem energii dla zwierząt. Są obecne w mięśniach . Dostarczają energię dla syntezy z ATP . Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa rodzaje fosfagenów u zwierząt: fosfoarginina (PA) u bezkręgowców i fosfokreatyna (PC) u kręgowców. Wśród szkarłupni i prochordatów niektóre mają PA, a inne PC. Tylko nieliczni mają zarówno PA, jak i PC. Biochemicznie te dwie grupy są powiązane. To najbardziej podstawowy dowód na to, że pierwsze zwierzęta strunowate powinny pochodzić tylko od przodków podobnych do szkarłupni .
  8. Płyny ustrojowe zwierząt: Analiza płynów ustrojowych zwierząt wodnych i lądowych wykazuje, że w swoim składzie jonowym przypominają one wodę morską . Istnieje wiele dowodów na to, że prymitywni przedstawiciele większości typów żyli w morzu w czasach paleozoiku . Jest oczywiste, że pierwsze życie pojawiło się tylko w morzu, a następnie wyewoluowało na lądzie. Kolejnym interesującym punktem jest to, że płyny ustrojowe większości zwierząt zawierają mniej magnezu i więcej potasu niż woda w dzisiejszym oceanie . W przeszłości ocean zawierał mniej magnezu, a więcej potasu. Ciała zwierząt zgromadziły więcej tych minerałów ze względu na strukturę DNA i ta cecha pozostaje taka do dziś. Kiedy w morzu pojawiły się pierwsze formy życia , uzyskały skład współczesnej wody morskiej i zachowały go nawet po ewolucji na ląd, gdyż była to cecha korzystna.
  9. Pigmenty wizualne : u kręgowców widzenie jest kontrolowane przez dwa bardzo różne typy pigmentów wizualnych: porfiropsynę i rodopsynę . Są one obecne w prętach o siatkówce . Ryby słodkowodne mają porfirropsynę; morskie i lądowe kręgowce mają rodopsynę. U płazów kijanka żyjąca w słodkiej wodzie ma porfirropsynę, a dorosła żaba, która żyje na lądzie przez większość czasu, ma rodopsynę. U ryb katadromicznych , które migrują ze słodkiej wody do morza, porfiropsynę zastępuje rodopsyna. U ryby anadromicznej , która migruje z morza do wody słodkiej, rodopsynę zastępuje porfirropsyna. Te przykłady pokazują słodkowodne pochodzenie kręgowców. Następnie zboczyli na dwie linie , z których jedna prowadziła do życia morskiego, a druga do życia na lądzie.
  10. Dowody serologiczne : W ostatnich latach eksperymenty przeprowadzone na składzie krwi dostarczają dobrych dowodów na ewolucję. Stwierdzono, że krew może być przenoszona tylko między zwierzętami, które są blisko spokrewnione. Stopień pokrewieństwa między tymi zwierzętami jest określany przez tak zwane dowody serologiczne . Jest na to wiele sposobów; metoda zastosowana przez George'a Nuttalla nazywa się metodą strącania . W tej metodzie należy przygotować anty-surowicę zaangażowanych zwierząt. Do badań na ludziach pobiera się krew ludzką i pozwala się jej skrzepnąć . Następnie surowica jest oddzielana od erytrocytów . Królik jest wtryskiwany z małą ilością surowicy, w regularnych odstępach czasu, który pozostawia się do inkubacji przez kilka dni. To tworzy przeciwciała w ciele królika. Krew królika jest następnie pobierana i skrzepnięta. Surowica oddzielona od czerwonych krwinek nazywana jest surowicą antyludzką.

Kiedy taka surowica jest traktowana krwią małp lub małp , tworzy się przezroczysty biały osad . Gdy surowica zostanie potraktowana krwią innego zwierzęcia, takiego jak psy , koty lub krowy , nie pojawia się osad. Można zatem stwierdzić, że ludzie są bliżej spokrewnieni z małpami i małpami. W rezultacie ustalono, że jaszczurki są blisko spokrewnione z wężami , końmi z osłami , psami z kotami itp. To systematyczne stanowisko Limulus było przez długi czas kontrowersyjne, ale okazało się, że ludzka surowica jest bliższa. spokrewniony z pajęczakami niż ze skorupiakami .

Dziedzina biochemii znacznie się rozwinęła od czasów Darwina , a to badanie serologiczne jest jednym z najnowszych dowodów ewolucji. Szereg produktów biochemicznych, takich jak kwasy nukleinowe, enzymy, hormony i fosfageny, wyraźnie pokazuje związek wszystkich form życia. Skład płynu ustrojowego wykazał, że pierwsze życie powstało w oceanach. Obecność azotowych produktów odpadowych ujawnia wodne pochodzenie kręgowców, a charakter wizualnych barwników wskazuje na słodkowodne pochodzenie kręgowców lądowych. Testy serologiczne wskazują na pokrewieństwa w obrębie tych typów zwierząt.

Paleontologia

Gdy w złożu skalnym lub ropy pozostają tylko fragmenty skamieniałości lub niektóre biomarkery , klasę organizmów, które je wytworzyły, można często określić za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera

Bibliografia

Zewnętrzne linki