De organismen kunnen op diverse manieren met elkaar verbonden worden. Dit gebeurde in vroeger eeuwen op grond van anatomische overeenkomsten. Planten en dieren werden ingedeeld in 

Tegenwoordig worden alle levende wezens vaak opgenomen in een zgn. cladistiek gebaseerd is op 

1. fylogenie (afstamming)

2. moleculaire fylogenetica (DNA en andere genetische informatie).

Zo ontstaan cladogrammen.  In een cladogram worden soorten of grotere groepen hiërarchisch geordend op basis van evolutionaire achtergronden en ontwikkelingen. Dit gebeurt na analyse van uitwendige kenmerken van een fossiel + de genetische informatie afkomstig van (verwante) levende wezens.

Uitgangspunt bij een cladogram is het bestaan van een gemeenschappelijke voorouder van elke clade.

Het zal duidelijk zijn dat dit hele systeem van cladogrammen geen bewijs kan vormen voor de evolutie van soorten en geslachten. Omdat het systeem is gebaseerd op evolutionaire ontwikkeling. Dit uitgangspunt wordt dus steeds opnieuw bevestigd. Het komt als "aap uit de mouw".

Voor de moleculaire genetica geldt deels hetzelfde. Bovendien is dit een tak van wetenschap die nog in de kinderschoenen staat en vaak nogal tegenstrijdige uitkomsten biedt.

 

2 Megasystematiek.

Nu we tot zover gekomen zijn is het goed om te zien wat de uitgangspunten zijn om te komen tot het cladistische systeem. Vooral ook omdat de indeling van de eukaryoten de afgelopen 30 jaar enorm is veranderd. Moleculaire gegevens sinds 1980/1990 hebben de oorspronkelijke morfologische criteria voor indeling in sterke mate verdrongen. Vooral de gedetailleerde kennis van min of meer complete genomen hebben bijgedragen aan de fylogenetische kennis van relaties tussen groepen organismen. De basenvolgorde in DNA en RNA is daarbij van het grootste belang. Het dient daarbij te gaan om meetbare fylogenetische relaties om de evolutie van organismen tijdens de aardgeschiedenis op te sporen. De evolutiegedachte zelf is bijna zo oud als de mensengeschiedenis. In India bestonden overoude ideeën rond het ontstaan van alle levende wezens uit oeroude voorouders. De Griek Anaximander leefde ongeveer 600 v. Chr. en dacht na over het ontstaan van de mens uit andere levende wezens. Bovendien ging hij uit van 'spontane generatie'. Dit laatste "geloof" heeft de geschiedenis van de "wetenschap" beheerst totdat de natuurgeleerde Pasteur (1822-1895) aantoonde dat dit niet mogelijk is. Jean Baptiste Lamarck (1744-1820) meende te kunnen bewijzen dat verandering van leefomgeving of hevige concurrentie om ruimte en voeding veranderingen in de bouw van organismen kon teweeg brengen door herhaalde oefening. De nieuw verkregen eigenschappen zouden erfelijk kunnen worden. Charles Darwin en Alfred Russel Wallace bouwden hierop voort en beschreven de 'natural selection' als de drijvende kracht achter het ontstaan van nieuwe soorten. Darwin greep sterk terug op een boek van Lyell: 'Principles of geology'. Dit boek ging uit van zeer geleidelijke geologische processen, vergelijkbaar met huidige veranderingen door erosie, sedimentatie en ontstaan van hoogteverschillen. Aardbevingen en vulkaanuitbarstingen speelden alleen zijdelings een rol.

2.1 Fylogenetische bomen.

Fylogenetische bomen gaan uit van gemeenschappelijke kenmerken binnen groepen die onafhankelijk van elkaar ontstaan zijn (convergentie) of terug gaan op een enkelvoudige oorsprong (homologie).Beide zijn vaak moeilijk van elkaar te onderscheiden. Goede v.b. van convergentie zijn succulentie binnen geheel verschillende plantenfamilies en bezit van zwempoten bij diverse families van watervogels. Synapomorfieën zijn nieuw ontwikkelde eigenschappen door een voorouder.
De volgende twee begrippen kunnen niet dienen als hulpmiddelen bij het opstellen van fylogenetische lijnen: Symplesiomorfieën gaan terug op vroeger verkregen eigenschappen. Autopomorfieën vinden slechts plaats in één taxon. De zustergroepen binnen claden kunnen gekarakteriseerd worden door specifieke synapomorfieen. Een monofyletische groep kan worden teruggevoerd op één voorouder. Een parafyletische groep gaat terug op dezelfde voorouder van een doelgroep maar behoort niet tot dezelfde doelgroep. Polyfyletische groepen hebben dezelfde of sterk vergelijkbare eigenschappen maar hebben geen gemeenschappelijke voorouder. 

Je kunt verschillende soorten berekeningen hanteren om de takken van een cladistische boom te "berekenen".

2.1.1 De 'bootstrap method'.

 Deze methode geeft redelijk betrouwbare uitkomsten. Daarbij worden willekeurig gekozen data uit een groep organismen gecombineerd met nieuwe data.  Daaruit wordt een nieuwe 'tak' berekend (?). Vervolgens wordt berekend hoe vaak de monofyletische groep voorkomt in de nieuwe 'takken'. De frequentie waarbij de nieuwe clade als monofyletische groep wordt beschouwd is de 'bootstrapwaarde' in % (?). Wie dit precies begrijpt mag het zeggen! Ik vermoed dat bij deze "berekeningen" allerlei vormen van willekeur of 'doeldenken' op de loer liggen.

2.1.2 Polymerase Chain Reaction (PCR).

Met deze techniek  worden vele kopieën gemaakt van een stukje DNA. Daarna worde homologe nucleotiden of proteïnen in een matrix geplaatst. Op grond daarvan worden paren van taxa genomen en hun onderlinge afstand (?) bepaald. Verschillende aldus verkregen taxa worden geïntegreerd en omgezet in een patroon van 'takken'. Het kan ook op een andere manier: neem de gemiddelde afstand (?) tussen taxa en voeg daarbij de expressie (?) van elk kenmerk samen met het veronderstelde minimale aantal (?) mutaties dat nodig is voor de berekening (?) van de 'boom'. Dankzij deze methodes kan een cladogram (een patroon van 'takken') ontstaan of een fylogram (gemeten moleculair bepaalde afstand tussen 'takken' = de fylogenetische verandering in de tijd).
Wie dit allemaal kan volgen; graag een reactie!

2.1.3 UPGMA.

UPGMA (Unweighted Pair Group Method with Arithmetic mean) gaat  er vanuit dat de evolutiesnelheid constant is. Opm.: Een merkwaardige veronderstelling! 

2.1.4 Neighbour-joining methods.

Deze methoden zijn gebaseerd op 'minimale evolutie en ze houden rekening met verschil in snelheid (?) van evolutie. Daarnaast zijn er nog methoden  die uitgaan van maximale zeldzaamheid of maximale waarschijnlijkheid van voorkomende veranderingen. De eerste gaat er vanuit dat evolutie de kortste (?) weg neemt. De tweede kiest voor de 'boom' die de hoogste waarschijnlijkheid heeft op grond van het waarschijnlijkste (?) evolutiemodel.

3. Enkele opmerkingen.

Nu blijkt de moleculaire diversiteit binnen de Metazoa (de "dieren") en binnen de Archaeplastida (de "planten", de groenwieren en de roodwieren) veel lager te zijn dan die bij Amoebozoa, Rhizaria, Excavata en Chromalveolata. De diversiteit kan worden gemeten door het tellen van het aantal nucleotiden. Daarbij moet rekening worden gehouden met het aantal gesubstitueerde nucleotiden. Substituties binnen triplets die coderen voor aminozuren zijn minder waarschijnlijk. Vele modellen werden hiervoor ontwikkeld en deze werden steeds complexer dankzij de ontwikkeling van steeds machtiger computers. Het General Time Reversible (GTR) model gaat uit van de relatieve waarschijnlijkheid (?) van verandering van elke nucleotide. Het Junkes-Cantor (JC) model is het eenvoudigst. Het gaat er vanuit dat elke substitutie even waarschijnlijk is en dat de 4 basen (A, T, C en G) evenveel voorkomen. Voor beide aannames geldt m.i. een grote mate van onwaarschijnlijkheid.

 De schrijvers geven wel toe dat de moleculaire verwantschapsgeschiedenis en de diverse soorten plastiden bij vele organismen moeilijk (of niet) tot elkaar te herleiden zijn.

Endocytobiose wordt te hulp geroepen evenals zeer vaak herhaalde secundaire endocytobiose en zelfs tertiaire endocytobiose. En dat zelfs meerdere malen onafhankelijk van elkaar.

Endocytobiose van cyanobacteriën om het proces van anaerobe fotosynthese mogelijk te maken. Endocytobiose van diverse soorten bacteriën om mitochondriën in alle mogelijke weefsels te verklaren. Endocytobiose van diverse groene algen of roodwieren om te zorgen voor fotosynthese in de vele typen groene planten. De theorie begint met de aanname dat de celkern zou kunnen zijn ontstaan doordat een ringvormig DNA, zoals voorkomt bij bacteriën, zich vasthechtte aan de celmembraan of celwand. Vraag: hoe kwam dit DNA naar binnen? Door fagocytose? Maar dan wordt het volledig afgebroken. 

De bacterie verloor b.v. z'n celwand (Hoe is dat mogelijk?) en slokte een Archea op. Daarna verloor de Archea z'n celwand en plasmamembraan (hoe kan dat?). Tegelijkertijd vormde de gastheerbacterie instulpingen in de celmembraan. Eventueel werd het gastheer-genoom overgeplaatst in de Archea en daarin werd een kern en endoplasmatisch reticulum (ER) gevormd.

Maar het endoplasmatisch reticulum is perfect georganiseerd om een goed verlopend proces van eiwitsynthese mogelijk te maken. Hiervoor is een precieze volgorde van aminozuren essentieel!

Aldus het gefingeerde verhaal in Microbiology door Presscott, Harley en Klein. 

Biologische fantasie staat voor niets!!

Vraag: hoe werden de duizenden microsomen daar zo netjes op "gemonteerd"? Aerobe bacteriën als Rickettsia evolueerden tot mitochondriën.  Vraag: is dit door experimenten in laboratoria bevestigd?  Cyanobacteriën (foto-autotroof) ontwikkelden zich tot chloroplasten. Vraag: is deze mogelijkheid onderzocht in laboratoria? Secundaire endocytobiose kwam voor als een heterotrofe eukaryoot een groene algencel opnam. De aanwezigheid van een nucleomorf  in een chloroplast zou hiervoor bewijs zijn.

Opm.: dit zou aanleiding kunnen zijn tot diepgravende experimenten.