Fenetika

Fenetika (též taximetrie) je v biologii pokus o klasifikaci organismů na základě celkové podobnosti, obvykle v morfologii nebo jiných pozorovatelných rysech, bez ohledu na jejich fylogenezi nebo evoluční vztah. Úzce souvisí s numerickou taxonomií, která se zabývá používáním numerických metod pro taxonomickou klasifikaci. Mnoho lidí přispělo k rozvoji fenetiky, ale nejvlivnější byli Peter Sneath a Robert R. Sokal. Jejich knihy jsou stále primárními odkazy pro tuto dílčí disciplínu, i když nyní poněkud zastaralé a mimo tisk

Fenetika byla z velké části nahrazena kladistikou pro výzkum evolučních vztahů mezi druhy. Nicméně, některé fenetické metody, jako například spojování sousedů, si našly cestu do kladistiky, jako rozumná aproximace fylogeneze, když pokročilejší metody (jako Bayesovská inference) jsou příliš výpočetně nákladné.

Fenetické techniky zahrnují různé formy shlukování a ordinování. Jedná se o sofistikované způsoby, jak snížit variabilitu zobrazenou organismy na zvládnutelnou úroveň. V praxi to znamená měřit desítky proměnných a pak je prezentovat jako dva nebo tři rozměrné grafy. Velká část technických problémů ve fenetice se točí kolem vyvážení ztráty informací při takovém snížení proti snadnosti interpretace výsledných grafů.

Rozdíl oproti kladistům

Fenetické analýzy nerozlišují mezi plesiomorfiemi – znaky, které jsou zděděny po předkovi (a tedy fylogeneticky neinformativní) – a apomorfiemi – znaky, které se vyvinuly znovu v jedné nebo několika liniích. V důsledku toho mohou být fenetické analýzy klamány konvergentní evolucí a adaptivním zářením. Typickou chybou vyskytující se ve fenetické analýze je, že bazální evoluční stupně – které si zachovávají mnoho plesiomorfií ve srovnání s pokročilejšími liniemi – se zdají být monofyletické.

Vezměme si například zpěvné ptáky. Ty lze rozdělit do dvou skupin – Corvida, která si zachovává prastaré znaky ve fenotypu a genotypu, a Passerida, která má modernější rysy. Pouze posledně jmenovaní jsou však skupinou nejbližších příbuzných; první z nich jsou četné nezávislé a starověké rodové linie, které jsou si navzájem příbuzné asi tak vzdáleně, jako je každý z nich příbuzný s Passeridou. Při fenetické analýze se díky velkému stupni celkové podobnosti zjištěné u Corvidů budou zdát také monofyletičtí, ale jejich společné rysy byly přítomny již u předků všech zpěvných ptáků. Je to spíše ztráta těchto rodových rysů než jejich přítomnost, co značí, kteří zpěvní ptáci jsou si navzájem příbuznější než s ostatními zpěvnými ptáky. Požadavek, aby taxony byly monfyletické – spíše než parafyletické jako v případě Corvidy – je však sám o sobě součástí kladistického pohledu na Taxonomii, který nemusí být nutně v absolutní míře následován jinými školami.

Doporučujeme:  Revidovaný Soupis osobností NEO

Tyto dvě metodiky se nemusí vzájemně vylučovat. Obecně se dnes uznává fenetika, která poskytuje příliš mnoho nespolehlivých informací o evolučních vztazích mezi taxony, než aby zůstala základní metodou. Není však důvod, proč by např. druhy identifikované pomocí fenetiky nemohly být následně podrobeny kladistické analýze, aby se určily jejich evoluční vztahy. Fenetické metody mohou být také nadřazeny kladistice, když je důležitá pouze odlišnost příbuzných taxonů, protože výpočetní požadavky jsou nižší. Na druhou stranu, kdykoli je pro studii potřeba informace o evoluční historii taxonů, dnešní badatel se obecně pokusí analyzovat pomocí kladistických metod.

Tradičně probíhala velká vášnivá debata mezi fenetiky a kladisty, protože obě metody byly zpočátku navrhovány k vyřešení evolučních vztahů. Snad „vodítkem“ fenetiky byly studie hybridizace DNA a DNA od Charlese G. Sibleyho, Jona E. Ahlquista a Burta L. Monroea Jr., z nichž vzešla Sibleyho-Ahlquistova taxonomie pro ptáky z roku 1990. Ve své době velmi kontroverzní, některá její zjištění (např. Galloanserae) byla obhájena, zatímco jiná (např. all-inclusive „Ciconiiformes“ nebo „Corvida“) byla odmítnuta. Nicméně s rostoucím výkonem a rozšířením počítačů se staly dostupnějšími rafinovanější kladistické algoritmy, které mohly návrhy Williho Henniga otestovat; jak se ukázalo, výsledky kladistických analýz se ukázaly být nadřazené fenetickým metodám – alespoň pokud šlo o řešení fylogenií.

Mnoho systematiků nadále používá fenetické metody, zejména při řešení otázek na úrovni druhů. Zatímco konečný cíl taxonomie zahrnuje popis „stromu života“ – evoluční cesty spojující všechny druhy – v terénní práci je třeba umět oddělit jeden taxon od druhého. Třídit různorodé skupiny úzce příbuzných organismů, které se liší velmi nepatrnými rozdíly, je pomocí kladistického přístupu obtížné. Fenetika poskytuje numerické nástroje pro zkoumání celkových vzorců odchylek, což umožňuje výzkumníkům identifikovat diskrétní skupiny, které lze klasifikovat jako druhy.

Doporučujeme:  Příprava a následná péče při transplantaci orgánů

Moderní aplikace fenetiky jsou v botanice běžné a některé příklady lze nalézt ve většině čísel časopisu Systematická botanika. Vzhledem k účinkům horizontálního přenosu genů, polyploidních komplexů a dalších zvláštností rostlinné genomiky jsou fenetické techniky v botanice – i když celkově méně informativní – také méně náchylné k chybám ve srovnání s kladistickou analýzou sekvencí DNA.

Kromě toho mnoho technik vyvinutých fenetickými taxonomy bylo přijato a rozšířeno komunitními ekology, kvůli podobné potřebě pracovat s velkým množstvím dat.