Sinh học thực vật

Hệ thống phân loại

Phân loại học, khoa học phân loại sinh vật, dựa trên thực vật học. Hệ thống phân loại sớm không có cơ sở lý thuyết; các sinh vật được nhóm lại theo sự tương đồng rõ ràng. Tuy nhiên, kể từ khi xuất bản năm 1859 của Charles Darwin về Nguồn gốc các loài bằng phương pháp chọn lọc tự nhiên, phân loại học đã được dựa trên các đề xuất được chấp nhận của dòng dõi và mối quan hệ tiến hóa.

Dữ liệu và kết luận của phylogeny cho thấy rõ rằng cây sự sống là sản phẩm của một quá trình tiến hóa lịch sử và mức độ tương đồng trong và giữa các nhóm tương ứng với mức độ quan hệ của con cháu từ tổ tiên chung. Một thế hệ phát triển đầy đủ là điều cần thiết cho việc đưa ra một nguyên tắc phân loại phản ánh các mối quan hệ tự nhiên trong thế giới của các sinh vật sống.

Bằng chứng cho các phylogenies cụ thể

Các nhà sinh học định nghĩa các phylogenies lấy được bằng chứng hữu ích nhất của họ từ các lĩnh vực cổ sinh vật học, giải phẫu so sánh, phôi học so sánh và di truyền phân tử. Các nghiên cứu về cấu trúc phân tử của gen và sự phân bố địa lý của hệ thực vật và động vật cũng rất hữu ích. Hồ sơ hóa thạch thường được sử dụng để xác định kiểu gen của các nhóm chứa các bộ phận cơ thể cứng; nó cũng được sử dụng để xác định thời gian phân kỳ của các loài trong phylogenies đã được xây dựng trên cơ sở bằng chứng phân tử.

Hầu hết các dữ liệu được sử dụng trong việc đưa ra các phán đoán phát sinh gen là từ giải phẫu so sánh và từ phôi học, mặc dù chúng được nhanh chóng vượt qua bởi các hệ thống được xây dựng bằng dữ liệu phân tử. Khi so sánh các đặc điểm chung của các loài khác nhau, các nhà giải phẫu học cố gắng phân biệt các tương đồng hoặc tương đồng được thừa hưởng từ một tổ tiên chung và các tương tự, hoặc các điểm tương đồng nảy sinh để đáp ứng với các thói quen và điều kiện sống tương tự.

Các nghiên cứu sinh hóa được thực hiện vào nửa cuối của ngày 20 và đầu thế kỷ 21 đã đóng góp dữ liệu quý giá cho các nghiên cứu phát sinh gen. Bằng cách đếm sự khác biệt trong chuỗi các đơn vị tạo nên các phân tử protein và axit deoxyribonucleic (DNA), các nhà nghiên cứu đã nghĩ ra một công cụ để đo mức độ mà các loài khác nhau đã chuyển hướng từ khi phát triển từ một tổ tiên chung. Do DNA ty thể có tỷ lệ đột biến rất cao so với DNA hạt nhân, nên rất hữu ích cho việc thiết lập mối quan hệ giữa các nhóm đã chuyển hướng gần đây. Về cơ bản, việc ứng dụng di truyền phân tử vào hệ thống tương tự như việc sử dụng đồng vị phóng xạ trong niên đại địa chất: các phân tử thay đổi ở các tốc độ khác nhau, với một số, như DNA ty thể, tiến hóa nhanh chóng và các loại khác, như RNA ribosome, phát triển chậm. Một giả định quan trọng sau đó trong việc sử dụng các phân tử để tái cấu trúc phylogeny là chọn gen thích hợp cho tuổi của taxon đang nghiên cứu.