Chemotaxonomie - Chemotaxonomy
Merriam-Webster definiert Chemotaxonomie als die Methode der biologischen Klassifizierung basierend auf Ähnlichkeiten und Unähnlichkeiten in der Struktur bestimmter Verbindungen unter den zu klassifizierenden Organismen . Befürworter argumentieren, dass Proteine , da sie von Genen genauer kontrolliert werden und weniger einer natürlichen Selektion unterliegen als die anatomischen Merkmale , zuverlässigere Indikatoren für genetische Beziehungen sind . Die am häufigsten untersuchten Verbindungen sind Proteine, Aminosäuren , Nukleinsäuren , Peptide usw.
Physiologie ist das Studium der Arbeit von Organen in einem Lebewesen . Da die Arbeit der Organe Chemikalien des Körpers beinhaltet , werden diese Verbindungen als biochemische Beweise bezeichnet . Die Untersuchung der morphologischen Veränderung hat gezeigt, dass es Veränderungen in der Struktur von Tieren gibt, die zur Evolution führen . Wenn Veränderungen in der Struktur eines lebenden Organismus stattfinden, gehen sie natürlich mit Veränderungen in den physiologischen oder biochemischen Prozessen einher .
John Griffith Vaughan war einer der Pioniere der Chemotaxonomie.
Biochemische Produkte
Der Körper eines Tieres im Tierreich besteht aus einer Reihe von Chemikalien . Von diesen wurden nur wenige biochemische Produkte berücksichtigt, um Evidenz für die Evolution abzuleiten .
- Protoplasma : Jede lebende Zelle , vom Bakterium bis zum Elefanten , vom Gras bis zum Blauwal , hat Protoplasma. Obwohl die Komplexität und die Bestandteile des Protoplasmas vom niederen zum höheren lebenden Organismus zunehmen, ist die Grundverbindung immer das Protoplasma. Evolutionäre Bedeutung: Aus diesen Beweisen geht hervor, dass alle Lebewesen einen gemeinsamen Ursprungspunkt oder einen gemeinsamen Vorfahren haben , der wiederum Protoplasma hatte. Seine Komplexität nahm aufgrund von Veränderungen in der Lebensweise und im Lebensraum zu .
- Nukleinsäuren: DNA und RNA sind die beiden Arten von Nukleinsäuren, die in allen lebenden Organismen vorhanden sind. Sie sind in den Chromosomen vorhanden . Es wurde festgestellt, dass die Struktur dieser Säuren bei allen Tieren ähnlich ist. DNA hat immer zwei Ketten, die eine Doppelhelix bilden , und jede Kette besteht aus Nukleotiden . Jedes Nukleotid hat einen Pentose Zucker , eine Phosphatgruppe , und stickstoffhaltigen Basen wie Adenin , Guanin , Cytosin und Thymin . RNA enthält Uracil anstelle von Thymin. Im Labor wurde nachgewiesen, dass ein einzelner DNA-Strang einer Spezies mit dem anderen Strang einer anderen Spezies übereinstimmen kann . Wenn die Allele der Stränge zweier Arten nahe beieinander liegen, kann geschlossen werden, dass diese beiden Arten enger miteinander verwandt sind.
- Verdauungsenzyme sind chemische Verbindungen , die bei der Verdauung helfen . Proteine werden bei allen Tieren, von einer einzelligen Amöbe bis zu einem Menschen, immer durch eine bestimmte Art von Enzymen wie Pepsin , Trypsin usw. verdaut . Die Komplexität in der Zusammensetzung dieser Enzyme nimmt von niedrigeren zu höheren Organismen zu, ist jedoch grundsätzlich gleich. Ebenso werden Kohlenhydrate immer durch Amylase und Fette durch Lipase verdaut .
- Endprodukte der Verdauung: Unabhängig von der Art des Tieres sind die Endprodukte von Protein, Kohlenhydraten und Fetten Aminosäuren , einfache Zucker bzw. Fettsäuren . Es kann daher bequem geschlossen werden, dass die Ähnlichkeit der Endprodukte auf einer gemeinsamen Abstammung beruht .
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Hormone sind Sekrete aus Blutdrüsen, die als endokrine Drüsen bezeichnet werden, wie Schilddrüse , Hypophyse , Nebenniere usw. Ihre chemische Natur ist bei allen Tieren gleich. Zum Beispiel wird Thyroxin aus der Schilddrüse ausgeschieden, unabhängig davon, was das Tier ist. Es wird verwendet, um den Stoffwechsel bei allen Tieren zu kontrollieren . Wenn einem Menschen Thyroxin fehlt, ist es nicht zwingend erforderlich, dass dieses Hormon von einem anderen Menschen ergänzt wird. Es kann aus jedem Säugetier extrahiert und in den Menschen injiziert werden, damit ein normaler Stoffwechsel stattfindet. Ebenso wird Insulin aus der Bauchspeicheldrüse ausgeschieden .
Wenn die Schilddrüse einer Kaulquappe entfernt und durch eine Rinder- Schilddrüse ersetzt wird, findet ein normaler Stoffwechsel statt und die Kaulquappe verwandelt sich in einen Frosch . Da zwischen diesen Tieren eine grundlegende Beziehung besteht, ist ein solcher Austausch von Hormonen oder Drüsen möglich. - Stickstoffhaltige Ausscheidungsprodukte: Hauptsächlich drei Arten von stickstoffhaltigen Abfällen werden von lebenden Organismen ausgeschieden. Ammoniak ist ein Merkmal der aquatischen Lebensform, Harnstoff wird von den Land- und Wasserbewohnern gebildet, Harnsäure wird von terrestrischen Lebensformen ausgeschieden. Ein Frosch scheidet im Kaulquappenstadium Ammoniak aus wie ein Fisch. Wenn es sich in einen erwachsenen Frosch verwandelt und an Land geht, scheidet es Harnstoff anstelle von Ammoniak aus. So wird eine aquatische Abstammung zum Landtier hergestellt.
Ein Küken scheidet bis zu seinem fünften Entwicklungstag Ammoniak aus ; vom 5. bis 9. Tag Harnstoff ; und danach Harnsäure . Basierend auf diesen Erkenntnissen suchte Baldwin eine biochemische Zusammenfassung der Entwicklung von Wirbeltieren in Bezug auf stickstoffhaltige Ausscheidungsprodukte . - Phosphagene sind Energiespeicher von Tieren. Sie sind in den Muskeln vorhanden . Sie liefern Energie für die Synthese von ATP . Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Phosphagenen bei Tieren: Phosphoarginin (PA) bei Wirbellosen und Phosphokreatin (PC) bei Wirbeltieren. Unter den Stachelhäutern und Prochordaten haben einige PA und andere PC. Nur wenige haben sowohl PA als auch PC. Biochemisch sind diese beiden Gruppen verwandt. Dies ist der grundlegendste Beweis dafür, dass die ersten Akkordtiere nur von Stachelhäuter-ähnlichen Vorfahren stammen sollten .
- Körperflüssigkeit von Tieren: Wenn die Körperflüssigkeiten von Wasser- und Landtieren analysiert werden, zeigt dies, dass sie in ihrer ionischen Zusammensetzung Meerwasser ähneln . Es gibt zahlreiche Hinweise darauf, dass primitive Mitglieder der meisten Phyla im Paläozoikum im Meer lebten . Es ist klar, dass das erste Leben nur im Meer erschien und sich dann an Land entwickelte. Ein weiterer interessanter Punkt ist, dass die Körperflüssigkeiten der meisten Tiere weniger Magnesium und mehr Kalium enthalten als das Wasser des heutigen Ozeans . In der Vergangenheit enthielt der Ozean weniger Magnesium und mehr Kalium. Die Körper der Tiere haben aufgrund der Struktur der DNA mehr dieser Mineralien angesammelt , und diese Eigenschaft ist bis heute so geblieben. Als die ersten Lebensformen im Meer auftauchten, erwarben sie die Zusammensetzung des heutigen Meerwassers und behielten es auch nach ihrer Entwicklung an Land bei, da dies ein günstiges Merkmal war.
- Visuelle Pigmente : Bei den Wirbeltieren wird das Sehvermögen durch zwei sehr unterschiedliche Arten visueller Pigmente gesteuert, Porphyropsin und Rhodopsin . Sie sind in den Stäbchen der Netzhaut vorhanden . Süßwasserfische haben Porphyropsin; Meeresbewohner und Landwirbeltiere haben Rhodopsin. Bei Amphibien hat eine in Süßwasser lebende Kaulquappe Porphyropsin, und der erwachsene Frosch, der die meiste Zeit an Land lebt, hat Rhodopsin. Bei katadromen Fischen, die vom Süßwasser ins Meer wandern, wird das Porphyropsin durch Rhodopsin ersetzt. Bei einem anadromen Fisch, der vom Meer ins Süßwasser wandert, wird das Rhodopsin durch Porphyropsin ersetzt. Diese Beispiele zeigen den Süßwasserursprung von Wirbeltieren. Sie gingen dann in zwei Linien über , von denen eine zum Leben im Meer und die andere zum Leben auf der Erde führte.
- Serologische Beweise: In den letzten Jahren bieten Experimente zur Zusammensetzung von Blut gute Beweise für die Evolution. Es wurde festgestellt , dass das Blut kann übertragen nur zwischen Tieren , die eng miteinander verbunden sind. Der Grad der Beziehung zwischen diesen Tieren wird durch den sogenannten serologischen Nachweis bestimmt . Es gibt verschiedene Methoden, um dies zu tun; Die von George Nuttall angewandte Methode wird als Fällungsmethode bezeichnet. Bei dieser Methode muss Antiserum der beteiligten Tiere hergestellt werden. Für Studien am Menschen wird menschliches Blut gesammelt und gerinnen gelassen . Dann wird das Serum von den Erythrozyten getrennt . Einem Kaninchen wird dann in regelmäßigen Abständen eine kleine Menge Serum injiziert, die einige Tage inkubiert werden kann . Dies bildet Antikörper im Körper des Kaninchens. Das Blut des Kaninchens wird dann entnommen und geronnen. Das von den roten Blutkörperchen abgetrennte Serum wird als Anti-Human-Serum bezeichnet.
Wenn ein solches Serum mit dem Blut von Affen oder Affen behandelt wird , bildet sich ein klarer weißer Niederschlag . Wenn das Serum mit dem Blut eines anderen Tieres wie Hunden , Katzen oder Kühen behandelt wird , tritt kein Niederschlag auf. Daraus kann geschlossen werden, dass Menschen enger mit Affen und Affen verwandt sind. Infolgedessen wurde festgestellt, dass Eidechsen eng mit Schlangen , Pferden mit Eseln , Hunden mit Katzen usw. verwandt sind. Diese systematische Position von Limulus war lange Zeit umstritten, hat jedoch gezeigt, dass menschliches Serum enger ist verwandt mit Spinnentieren als mit Krebstieren .
Das Gebiet der Biochemie hat sich seit Darwins Zeiten stark entwickelt , und diese serologische Studie ist eines der neuesten Evidenzstücke der Evolution. Eine Reihe von biochemischen Produkten wie Nukleinsäuren, Enzymen, Hormonen und Phosphagenen zeigen deutlich die Beziehung aller Lebensformen. Die Zusammensetzung der Körperflüssigkeit hat gezeigt, dass das erste Leben in den Ozeanen entstand. Das Vorhandensein stickstoffhaltiger Abfallprodukte zeigt die aquatische Abstammung von Wirbeltieren, und die Art der visuellen Pigmente weist auf die Süßwasser-Abstammung von Landwirbeltieren hin. Serologische Tests zeigen Beziehungen innerhalb dieser Tierphyla.
Paläontologie
Wenn nur Fragmente von Fossilien oder einige Biomarker in einer Gesteins- oder Öllagerstätte verbleiben, kann die Klasse der Organismen, die sie produziert haben, häufig mithilfe der Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie bestimmt werden