Каминалькулы
Концептуальные формы жизни, помогающие понять филогенетику
Восемь Каминалькулов

Caminalcules — это вымышленная группа животных форм жизни, которые были созданы как инструмент для лучшего понимания филогенетики реальных организмов. Они были созданы Джозефом Х. Камином ( Университет Канзаса ) и состоят из 29 ныне живущих «видов» и 48 ископаемых форм. [1]

Название таксона Caminalcules, по-видимому, произошло от фамилии Камина и animalcules Антони ван Левенгука .

История

Джозеф Х. Камин (1922–1979) нарисовал Caminalcules в начале 1960-х годов или, возможно, даже раньше, чтобы изучить природу таксономического суждения. [2] Он заверил, что у Caminalcules существует генетическая преемственность, сохранив все признаки, за исключением изменений, которые он желал у всех последующих животных. Он не отслеживал изменения, которые он вносил в разные виды. Изображения Caminalcules были сделаны с использованием мастер -трафаретов . Изображения живых OTU (29 видов) стали доступны в начале 1960-х годов; изображения ископаемых (48 видов) — позднее в том же десятилетии. Эти изображения были скопированы с помощью ксерографии . Копии всех OTU в 1983 году находились во владении доктора Пола А. Эрлиха ( Стэнфордский университет ), доктора У. Уэйна Мосса (Филадельфийская академия наук) и Роберта Р. Сокала ( Государственный университет Нью-Йорка в Стоуни-Брук ). [1] Оригинальные чертежи Джозефа Х. Камина, к сожалению, были утеряны. [1]

Caminalcules впервые появились в печати в журнале Systematic Zoology (теперь Systematic Biology ) в 1983 году, через четыре года после смерти Камина в 1979 году. Роберт Р. Сокаль опубликовал четыре последующие статьи о них под названием «Филогенетический анализ Caminalcules». [1] [3] [4] [5] Эти статьи включали полный набор ныне живущих и ископаемых видов, а также их кладограмму, которую Сокаль получил от Камина в 1970 году. [3]

На симпозиуме, посвященном Камину, доктор У. 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 молодую область фенетики и кладистики в Северной Америке». [2] Эта цитата демонстрирует важность Caminalcules для области филогенетики.

Ульрих Вирт также представил фиктивную группу животных Didaktozoa в 1993 году, которая была вдохновлена ​​коловратками . По словам Ульриха, Didaktozoa более удобны, чем Caminalcules, и были созданы таким образом, с которым согласилось бы больше биологов, поскольку при их создании были учтены такие явления, как гомологичные структуры , апоморфия и редукция органов. [6]

Использование в оценке и разработке таксономических методов

Caminalcules имеют известную филогению , тогда как для реальных организмов ее, как правило, невозможно получить. Поэтому Камин ожидал, что они будут полезны при оценке различных таксономических методов, таких как фенетический и кладистический анализ. [7] Это действительно так; например, Роберт Р. Сокаль использовал Caminalcules для исследования способности различных численных методов оценивать истинную кладограмму [3], а также последствий 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 , Сокаль численно сравнивал морфологические характеристики организмов, а не их генетическую информацию. [8] [3]

Caminalcules можно использовать в качестве инструмента для оценки таксономических методов в силу их сходства с наборами данных реальных организмов. Многие из их свойств, включая эволюционные скорости , продолжительность жизни видов, гомоплазию , параллелизм и другие меры количественной оценки эволюционных изменений, находятся в диапазоне значений, которые наблюдались для реальных организмов. [1] Однако распределение таксономического разнообразия Caminalcules отличается от распределения таксономического разнообразия реальных животных и растений, поскольку оно не следует полой кривой. [9]

Использование в образовании

Каминалькулы обычно используются в учебных программах средних школ и бакалавриата в качестве инструмента для обучения принципам филогении и эволюции . [10] [7] [11] Например, их можно использовать для иллюстрации концепций экономии и конвергентной эволюции . [7] [10]

Обычно студентам предлагается построить филогенетическое дерево на основе морфологических характеристик Caminalcules и с учетом эволюционных принципов. В статье в American Biology Teacher Роберт П. Джендрон опубликовал инструкции к плану урока, в котором студентам сначала предлагается построить потенциальное дерево, основанное исключительно на ныне живущих Caminalcules, а затем окончательное дерево, включающее ископаемые виды. [7] Многие средние и высшие учебные заведения по всему миру приняли планы уроков, которые следуют этой последовательности. Вот некоторые примеры: New York City Lab School for Collaborative Studies , [12] University of Miami , [13] Carleton College , [14] и Turkana Basin Institute. [15] Примечательно, что Служба национальных парков США также использует Caminalcules в своих планах уроков по эволюции. [16] [17]

Использование Caminalcules для практики построения филогенетических деревьев имеет преимущество перед использованием наборов данных, состоящих из реальных организмов, поскольку это предотвращает влияние уже имеющихся у студентов знаний о классификации реальных организмов на их рассуждения во время упражнения. [7] Они могут использовать только заданный набор данных и принципы эволюции, чтобы прийти к решению, и именно так решаются реальные таксономические проблемы.

Существует множество других популярных филогенетических упражнений, которые используют различные наборы «организмов», некоторые из которых были вдохновлены упражнениями Caminalcule. [18] [10] Потенциальные альтернативные наборы данных включают наборы веток, [19] шоколадных батончиков, [20] китайских масок, [11] и драконов. [10] Студентов также могут попросить создать свои собственные наборы вымышленных организмов, что имеет дополнительную ценность для демонстрации макроэволюционных процессов. [18] Кроме того, в случае наборов данных без известной филогении, в отличие от случая Caminalcules, студенты могут найти несколько одинаково правильных решений. Это может продемонстрировать тот факт, что таксономические вопросы не всегда имеют один правильный ответ, поскольку истинная филогения часто остается неизвестной. [11]

Ссылки

  1. ^ abcde Sokal, RR (июнь 1983 г.). «Филогенетический анализ Caminalcules. I. База данных». Systematic Zoology . 32 (2): 159– 184. doi :10.2307/2413279. JSTOR  2413279.
  2. ^ ab Moss, WW (1979). "Посвящение Джозефу Х. Камину (1922-1979)". American Zoologist . 19 (4): 1179. doi : 10.1093/icb/19.4.1179 .
  3. ^ abcd Sokal, RR (июнь 1983 г.). «Филогенетический анализ Caminalcules. II. Оценка истинной кладограммы». Systematic Zoology . 32 (2): 185–201 . doi :10.2307/2413280. JSTOR  2413280.
  4. ^ ab Sokal, RR (сентябрь 1983 г.). «Филогенетический анализ Caminalcules. III. Ископаемые остатки и классификация». Systematic Zoology . 32 (3): 248–258 . doi :10.2307/2413445. JSTOR  2413445.
  5. ^ Sokal, RR (сентябрь 1983 г.). «Филогенетический анализ Caminalcules. IV. Конгруэнтность и стабильность признаков». Systematic Zoology . 32 (3): 259– 275. doi :10.2307/2413446. JSTOR  2413446.
  6. ^ Wirth, U. (1993). "Caminalcules and Didaktozoa: Imaginary Organisms as Test-Examples for Systematics". В Opitz, Otto; Lausen, Berthold; Klar, Rüdiger (ред.). Information and Classification . Studies in Classification, Data Analysis and Knowledge Organization. Berlin, Heidelberg: Springer. стр.  421– 433. doi :10.1007/978-3-642-50974-2_43. ISBN 978-3-642-50974-2.
  7. ^ abcde Gendron, RP (2000). «Классификация и эволюция Caminalcules». The American Biology Teacher . 62 (8): 570– 576. doi :10.2307/4450980. JSTOR  4450980.
  8. ^ Agapakis, C. (27 марта 2013 г.). «Синтетическая классификация: эволюция воображаемых животных». Scientific American . Получено 16 сентября 2020 г. .
  9. ^ Холман, Э. У. (1986). «Таксономическое различие между каминалкулами и реальными организмами». Систематическая зоология . 35 (2): 259– 261. doi :10.2307/2413437. ISSN  0039-7989. JSTOR  2413437.
  10. ^ abcd Cruz, RAL (2017). «Here Be Dragons: Using Dragons as Models for Philogenetic Analysis». The American Biology Teacher . 79 (7): 544– 551. doi :10.1525/abt.2017.79.7.544. ISSN  0002-7685. S2CID  91044116.
  11. ^ abc Russo, CAM; Aguiar, BO; Voloch, CM; Selvatti, AP (2016). «Когда китайские маски встречаются с филогенетикой». Американский учитель биологии . 78 (3): 241– 247. doi :10.1525/abt.2016.78.3.241. S2CID  87808288.
  12. ^ Дрозд, А. (5 апреля 2019 г.). Инструкции по Caminalcules от Сьюзан Прайс [Видеофайл]. https://www.youtube.com/watch?v=Da-SSX8pns&ab_channel=AndrewDrozd  
  13. ^ Caminalcules. (nd). Университет Майами. http://ww.bio.miami.edu/dana/107/Caminalcules.pdf
  14. ^ Ausich, WI "Caminalcule phylogenetic exercise". SERC . Получено 16 сентября 2020 г.
  15. ^ Yang, D. (22 марта 2017 г.). «Семейное древо Caminalcules». Turkana Basin Institute . Получено 16 сентября 2020 г.
  16. ^ "Canon Paleo Curriculum Unit 3: Evolution Lesson Plan 5". National Park Service . Получено 16 сентября 2020 г. .
  17. ^ "Canon Paleo Curriculum Unit 3: Evolution Lesson Plan 6" (PDF) . Служба национальных парков . Получено 16 сентября 2020 г. .
  18. ^ ab Brown, CG (2016). «Моделирование макроэволюции с помощью выдуманных существ». Американский учитель биологии . 78 (2): 141– 148. doi :10.1525/abt.2016.78.2.141. ISSN  0002-7685. S2CID  86141486.
  19. ^ Флинн, К. М. (2015). «Строительство филогении веточки». Американский учитель биологии . 77 (2): 141– 144. doi :10.1525/abt.2015.77.2.10. ISSN  0002-7685. JSTOR  10.1525/abt.2015.77.2.10. S2CID  83841790.
  20. ^ Burks, RL; Boles, LC (2007). «Эволюция шоколадной плитки: творческий подход к преподаванию филогенетических отношений в эволюционной биологии». The American Biology Teacher . 69 (4): 229– 237. doi :10.2307/4452143. ISSN  0002-7685. JSTOR  4452143.

Дальнейшее чтение

  • Sokal, RR; KL Fiala; G. Hart (декабрь 1984 г.). «Устойчивость OTU и факторы, определяющие таксономическую устойчивость: примеры Caminalcules и Leptopodomorpha». Systematic Zoology . 33 (4): 387– 407. doi :10.2307/2413091. JSTOR  2413091.
  • Холман, Э. У. (июнь 1986 г.). «Таксономическое различие между каминалкулами и реальными организмами». Систематическая зоология . 35 (2): 259– 261. doi :10.2307/2413437. JSTOR  2413437.
  • Gendron, RP (октябрь 2000 г.). «Классификация и эволюция каминалкулов». The American Biology Teacher . 62 (8): 570– 576. doi :10.1662/0002-7685(2000)062[0570:TCEOC]2.0.CO;2. JSTOR  4450980. S2CID  86463122.
  • Эволюция каминалкулов - «Каминалкулы, носоходки и другие необычные существа»
  • Биология 10 Лабораторное руководство Caminalcules активность по таксономии и филогении, Харрис, К. (2010)
  • В погоне за Каминалькулами. Научно-образовательная деятельность на основе исследований, основанная на Каминалькулах, Доменек, Ж. (2013)
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Caminalcules&oldid=1228191193"