Каминалькулы
Каминалькулы — вымышленная группа звероподобных форм жизни, созданная как инструмент для лучшего понимания филогенетики реальных организмов. Они были созданы Джозефом Камином ( Университет Канзаса ) и состоят из 29 живых «видов» и 48 ископаемых форм. [ 1 ]
Название таксона Caminalcules, по-видимому, произошло от фамилии Камина и ван Левенгука Антони животных .
История
[ редактировать ]Джозеф Х. Камин (1922–1979) нарисовал Каминалькулы в начале 1960-х годов или, возможно, даже раньше, чтобы изучить природу таксономических суждений. [ 2 ] Он заверил, что у каминалькулов существует генетическая преемственность за счет сохранения всех признаков, за исключением изменений, которых он желал у всех последующих животных. Он не отслеживал изменения, внесенные им в разные виды. Изображения Каминалькулов были выполнены с помощью мастер -трафаретов . Изображения живых OTU (29 видов) стали доступны в начале 1960-х годов; те из ископаемых (48 видов) позже в этом десятилетии. Эти изображения были скопированы с помощью ксерографии . Копии всех OTU находились в распоряжении доктора Пола А. Эрлиха ( Стэнфордский университет ), доктора В. Уэйна Мосса (Академия наук Филадельфии) и Роберта Р. Сокала ( Государственный университет Нью-Йорка в Стоуни-Брук ) в 1983 году. [ 1 ] К сожалению, оригинальные рисунки Джозефа Х. Камина утеряны. [ 1 ]
Каминалькулы впервые появились в печати в журнале «Систематическая зоология» (ныне «Систематическая биология ») в 1983 году, через четыре года после смерти Камина в 1979 году. Роберт Р. Сокал опубликовал о них четыре последовательных статьи под названием «Филогенетический анализ каминалкулов». [ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Эти документы включали полный набор живых и ископаемых видов, а также их кладограмму, которую Сокаль получил от Камина в 1970 году. [ 3 ]
На симпозиуме, посвященном Камину, доктор В. Уэйн Мосс сказал, что «его совместные исследования методов и принципов систематики в Канзасе в 1960-х годах привели к появлению этого восхитительного таксона Caminalcules» и что «его мысли помогли запустить зарождающуюся область фенетики и кладистики в Северной Америке». [ 2 ] Эта цитата демонстрирует важность каминалькулов для области филогенетики.
Ульрих Вирт также представил в 1993 году вымышленную группу животных Didaktozoa, вдохновленную коловратками . По словам Ульриха, Didaktozoa более удобны, чем Caminalcules, и были созданы таким образом, с которым согласилось бы больше биологов, поскольку такие явления, как гомологичные структуры , апоморфия и редукция органов. при их создании были учтены [ 6 ]
Использование в оценке и разработке таксономических методов.
[ редактировать ]Каминалькулы имеют известную филогению , тогда как для реальных организмов ее получить вообще невозможно. Поэтому Камин ожидал, что они будут полезны при оценке различных таксономических методов, таких как фенетический и кладистический анализ. [ 7 ] Это действительно было так; например, Роберт Р. Сокал использовал Каминалькулы, чтобы исследовать способность различных численных методов оценивать истинную кладограмму. [ 3 ] а также последствия введения ископаемых видов в набор данных для кладистической и фенетической классификаций. [ 4 ] В то время как в настоящее время кладограммы обычно создаются путем применения алгоритмических методов к последовательностям генов , Сокал численно сравнивал морфологические характеристики организмов, а не их генетическую информацию. [ 8 ] [ 3 ]
Каминалькулы можно использовать в качестве инструмента для оценки таксономических методов благодаря их сходству с наборами данных о реальных организмах. Многие из их свойств, включая скорость эволюции , продолжительность жизни видов, гомоплазию , параллелизм и другие меры количественной оценки эволюционных изменений, находятся в пределах диапазона значений, наблюдаемых для реальных организмов. [ 1 ] Однако распределение таксономического разнообразия Caminalcules отличается от распределения таксономического разнообразия реальных животных и растений, поскольку оно не соответствует полой кривой. [ 9 ]
Использование в образовании
[ редактировать ]Каминалькулы обычно используются в учебных программах средней школы и бакалавриата в качестве инструмента для преподавания принципов филогении и эволюции . [ 10 ] [ 7 ] [ 11 ] Их можно, например, использовать для иллюстрации концепций экономности и конвергентной эволюции . [ 7 ] [ 10 ]
Студентам обычно предлагается построить филогенетическое дерево на основе морфологических характеристик каминалькулов и с учетом принципов эволюции. В статье в журнале American Biology Teacher Роберт П. Гендрон опубликовал инструкции по плану урока, в которых учащихся сначала просят построить потенциальное дерево, основанное исключительно на живых каминалькулах, а затем окончательное дерево, включающее ископаемые виды. [ 7 ] Многие средние и высшие учебные заведения по всему миру приняли планы уроков, соответствующие этой последовательности. Некоторые примеры: Лабораторная школа совместных исследований Нью-Йорка , [ 12 ] Университет Майами , [ 13 ] Карлтон Колледж , [ 14 ] и Институт бассейна Турканы. [ 15 ] США Примечательно, что Служба национальных парков также использует каминалькулы в своих планах уроков по эволюции. [ 16 ] [ 17 ]
Использование Caminalcules для тренировки построения филогенетических деревьев имеет преимущество перед использованием наборов данных, состоящих из реальных организмов, поскольку это не позволяет ранее существовавшим знаниям учащихся о классификации реальных организмов влиять на их рассуждения во время упражнения. [ 7 ] Для поиска решения они могут использовать только данный набор данных и принципы эволюции, и именно так решаются и реальные таксономические проблемы.
Существует множество других популярных филогенетических упражнений, в которых используются различные наборы «организмов», некоторые из которых были вдохновлены упражнениями Каминалькула. [ 18 ] [ 10 ] Потенциальные альтернативные наборы данных включают наборы веток, [ 19 ] шоколадные батончики, [ 20 ] китайские маски, [ 11 ] и драконы. [ 10 ] Студентам также может быть предложено создать свои собственные наборы вымышленных организмов, что имеет дополнительную ценность, поскольку демонстрирует макроэволюционные процессы. [ 18 ] Более того, в случае наборов данных без известной филогении, в отличие от случая с Каминалкулами, учащиеся могут найти несколько одинаково правильных решений. Это может свидетельствовать о том, что таксономические вопросы не всегда имеют единственный правильный ответ, поскольку истинная филогения часто остается неизвестной. [ 11 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Сокаль, Р.Р. (июнь 1983 г.). «Филогенетический анализ каминалькулов. I. База данных». Систематическая зоология . 32 (2): 159–184. дои : 10.2307/2413279 . JSTOR 2413279 .
- ^ Jump up to: а б Мосс, WW (1979). «Посвящение Джозефу Х. Камину (1922–1979)» . Американский зоолог . 19 (4): 1179. doi : 10.1093/icb/19.4.1179 .
- ^ Jump up to: а б с д Сокаль, Р.Р. (июнь 1983 г.). «Филогенетический анализ Caminalcules. II. Оценка истинной кладограммы». Систематическая зоология . 32 (2): 185–201. дои : 10.2307/2413280 . JSTOR 2413280 .
- ^ Jump up to: а б Сокаль, Р.Р. (сентябрь 1983 г.). «Филогенетический анализ каминалькулов. III. Окаменелости и классификация». Систематическая зоология . 32 (3): 248–258. дои : 10.2307/2413445 . JSTOR 2413445 .
- ^ Сокаль, Р.Р. (сентябрь 1983 г.). «Филогенетический анализ каминалкулов. IV. Конгруэнтность и стабильность признаков». Систематическая зоология . 32 (3): 259–275. дои : 10.2307/2413446 . JSTOR 2413446 .
- ^ Вирт, У. (1993). «Каминалькулы и дидактозоа: воображаемые организмы как тестовые примеры для систематики» . В Опице, Отто; Лаузен, Бертольд; Клар, Рюдигер (ред.). Информация и классификация . Исследования в области классификации, анализа данных и организации знаний. Берлин, Гейдельберг: Springer. стр. 421–433. дои : 10.1007/978-3-642-50974-2_43 . ISBN 978-3-642-50974-2 .
- ^ Jump up to: а б с д и Гендрон, Р.П. (2000). «Классификация и эволюция каминалькулов». Американский учитель биологии . 62 (8): 570–576. дои : 10.2307/4450980 . JSTOR 4450980 .
- ^ Агапакис, К. (27 марта 2013 г.). «Синтетическая классификация: Эволюция воображаемых животных» . Научный американец . Проверено 16 сентября 2020 г.
- ^ Холман, EW (1986). «Таксономическая разница между каминалкулами и реальными организмами» . Систематическая зоология . 35 (2): 259–261. дои : 10.2307/2413437 . ISSN 0039-7989 . JSTOR 2413437 .
- ^ Jump up to: а б с д Круз, RAL (2017). «Здесь живут драконы: использование драконов в качестве моделей для филогенетического анализа» . Американский учитель биологии . 79 (7): 544–551. дои : 10.1525/ок.2017.79.7.544 . ISSN 0002-7685 . S2CID 91044116 .
- ^ Jump up to: а б с Руссо, CAM; Агиар, Бо; Волоч, СМ; Селватти, АП (2016). «Когда китайские маски встречаются с филогенетикой». Американский учитель биологии . 78 (3): 241–247. дои : 10.1525/ок.2016.78.3.241 . S2CID 87808288 .
- ↑ Дрозд А. (5 апреля 2019 г.). Инструкция Сьюзан Прайс по каминалькулам [Видеофайл]. https://www.youtube.com/watch?v=Da-SSX8pns&ab_channel=AndrewDrozd
- ^ Каминалькулы. (без даты). Университет Майами. http://ww.bio.miami.edu/dana/107/Caminalcules.pdf
- ^ Аусич, В.И. «Филогенетические упражнения по каминалькуле» . СЕРЦ . Проверено 16 сентября 2020 г.
- ^ Ян, Д. (22 марта 2017 г.). «Генеалогическое древо Каминалкулов» . Бассейновый институт Туркана . Проверено 16 сентября 2020 г.
- ^ «Учебная программа Canon Paleo, часть 3: План урока по эволюции, часть 5» . Служба национальных парков . Проверено 16 сентября 2020 г.
- ^ «Учебная программа Canon Paleo, часть 3: План урока по эволюции, 6» (PDF) . Служба национальных парков . Проверено 16 сентября 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Браун, КГ (2016). «Моделирование макроэволюции с помощью изобретенных существ» . Американский учитель биологии . 78 (2): 141–148. дои : 10.1525/ок.2016.78.2.141 . ISSN 0002-7685 . S2CID 86141486 .
- ^ Флинн, К.М. (2015). «Построение филогении ветки» . Американский учитель биологии . 77 (2): 141–144. дои : 10.1525/ок.2015.77.2.10 . ISSN 0002-7685 . JSTOR 10.1525/около 2015.77.2.10 . S2CID 83841790 .
- ^ Беркс, РЛ; Болес, LC (2007). «Эволюция плитки шоколада: творческий подход к обучению филогенетическим связям в рамках эволюционной биологии» . Американский учитель биологии . 69 (4): 229–237. дои : 10.2307/4452143 . ISSN 0002-7685 . JSTOR 4452143 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Сокаль, Р.Р.; КЛ Фиала; Г. Харт (декабрь 1984 г.). «Стабильность OTU и факторы, определяющие таксономическую стабильность: примеры Caminalcules и Leptopodomorpha». Систематическая зоология . 33 (4): 387–407. дои : 10.2307/2413091 . JSTOR 2413091 .
- Холман, EW (июнь 1986 г.). «Таксономическая разница между каминалькулами и реальными организмами». Систематическая зоология . 35 (2): 259–261. дои : 10.2307/2413437 . JSTOR 2413437 .
- Гендрон, Р.П. (октябрь 2000 г.). «Классификация и эволюция каминалькулов». Американский учитель биологии . 62 (8): 570–576. doi : 10.1662/0002-7685(2000)062[0570:TCEOC]2.0.CO;2 . JSTOR 4450980 . S2CID 86463122 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Эволюция каминалькулов - «Каминалькулы, носоходки и другие необычные существа»
- Биология 10 Лабораторное руководство. Деятельность каминалькул по таксономии и филогении, Харрис, К. (2010)
- В погоне за Каминалькулами. Научно-образовательная деятельность, основанная на исследованиях Каминалкулеса, Доменек, Дж. (2013).