Seagrass Ecology - Introduction

해초: 수중현화식물, 지구상의 피자식물 중 약 0.02%이하, 전 세계적으로 약 2과, 12속, 50여종. (2 Faimilies: Potamogetonaceae와 Hydrocgaritaceae)


해초의 진화
해초는 다른 생물군에 비해 종수가 적기 때문에 최근에 종분화가 이루어졌다고 여겨지지만 화석 및 여러 기록을 볼때 피자식물의 진화 초기에 출현한 것으로 알려짐. 


해초는 수생식물(Freshwater hydrophytes) 또는 해변식물(Coastal plant)라는 설이 있음. 
Coastal plant가 기원이라는 것은 목본성줄기(lignified stem)를 가진점, mangrove와 같은 태생종자를 가지는 종이 있다는 점이다. 
또한 수생식물에서 기원하였다는 것은 해초가 피자식물이 해양환경에서 살아남기 위한 많은 적응의 결과를 보여준다는 점(basal meristem, lacunar system)이다. 
최근 해초의 엽록체로 부터 얻어진 DNA염기서열 분석결과는 해초류가 다계통이라는 것을 지지하고 있으며, 
Hdrocharitaceae는  hydrophtes로 부터, Zoseraceae는 Costal plant로 부터, Ruppia속은 제 3의 그룹으로 부터 기원하였다는 Multiple Origin 설이 제기되었다. 




해초가 수중에 적응하기 위한 필요한 형태적, 생태적 특징
1. 칼날, 송곳날 같은 잎은 고에너지 환경에 적합
2. 물을 매개로 하는 수분
3. Lacunar system의 발달로 산소가 부족한 뿌리를 내리더라도 내부의 공기흐름을 원활히아여 뿌리에서 필요로하는 산소를 공급할 수 있다. 


해초가 다른 육상생물보다 다양성이 낮은 이유
1. 낮은 유성생식율
2. 물을 매개로 한 수분으로 인한 낮은 분산율
===> 유전적 흐름을 제한.



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Tree Of Life' Has Lost A Branch

'Tree Of Life' Has Lost A Branch, According To Largest Genetic Comparison Of Higher Life Forms Ever
ScienceDaily (2008-01-22) -- Biologists have made a startling discovery about the relationship between organisms that most people have never heard of. The Tree of Life must be re-drawn, textbooks need to be changed, and the discovery may also have significant impact on the development of medicines. The discovery has gained attention from biologists worldwide. The findings come from the largest ever genetic comparison of higher life forms on the planet. ... > read full article

http://www.sciencedaily.com


참고

3 Domains system 발표 이 후 새로운 새로운 트리가 그려짐.






4개의  super group으로 나눔.


Unikonts(Opisthokonts): 아메바, 곰팡이, 사람을 포함한 동물

Excavates: Protista의 일종으로 인식되어 왔다, free-living and symbiotic form(free living organism and
                 parasites)
Plantae: 식물(녹조, 홍조류, 식물)

SAR: S, Stramenopiles, 대부분의 조류, 대부분 플랑크톤의 구성원
        A, Alvelates Protista의 일종으로 알려져왔고, 일반적인 protozoa, parasitic protozoa, 대부분의 marine flagellates를 포함.
        R, Rhizaria Protista의 일종, 대부분의 아메바성 섬모류, 해양저서생물, 대부분의 해양플랑크톤

트리를 만든 재료는 전체 분류군의 5000여개의 유전자를 확인하여 공통적으로 가지고 있는 123개의 유전자를 이용해 tree를 만든 결과.

상동 Homology 과 상사 Analogy

생물 사이의 유연관계를 인식하는데 중요하게 생각되는 두 유형간의 물리적 유사성

용어의 기원
19세기 중엽, 영국 해부학자 Richard Owen에 의해 사용됨.

상동, Homology다양한 형태와 기능을 가지는 동일한 기관
사람의 팔, 말의 앞다리, 새의 날개는 네발 동물의 다섯개의 발가락을 가진 앞발이라는 동일한 해부학적 구조로 이루어져 있다. 이러한 동일한 공통의 구조적 기원을 가지지만 팔, 다리, 날개는 매우 다른 기능을 가진다.

Homologous bones from human (I), dog (II), pig (III), cow (IV), tapir (V) and horse (VI):
r — Radius, u — Ulna, a — Scaphoid, b — Lunare, c — Triquetrum, d — Trapezium,
e — Trapezoid, f — Capitatum, g — Hamatum, p — Pisiforme
포유동물의 상동기관비교
상사, Analogy동일한 기능을 가지는 부위나 기관이지만 상이한 기본 신체조직으로 유래.
새의 날개와 나비의 날개는 동일한 기능을 가지지만 새의 날개와 곤충의 날개는  해부학적인 기원을 달리한다.
자연계에 상사가 널리 존재한다는 사실은 자연선택설을 강력하게 증명해주는 것이기도 하다.

상동은 공통적인 설계때문이 아니라 공동조상을 갖기 때문에 나타난다고 할수있다. 상사는 표면적인 유사성을 나타내도록 설계 되었기 때문이 아니라 수렴진화(Convergent evolution), 즉 조상이 반드시 유사할 필요는 없으나 변형된 유전자가 독립적인 경로를 따라 후세에 전달된어 기능적으로 수렴되었기 때문으로 여겨진다.

상동과 상사를 구별은 매우 어려운 경우가 많이 있다.
기능적인 필요에 따라 해부학적인 특징을 갖추는데 자연선택(Natural Selection)은 상당한 강력한 힘을 발휘하기 때문에 아주 근연관계가 적은 종들도 매우 비슷한 형태학적 특징을 나타내는 경우가 많이 있다.
Tasmanian Wolf와 Eurasian Wolf는 구별하기 어려울 정도의 비슷한 외양을 가지지만 전자는 유대포유류이고, 후자는 태생포유류에 속한다. 유대류와 포유류는 진화적으로 유연관계가 거의 없지만 모양과 구조가 서로 비슷하다.
상사를 통해 외면적인 유사성을 나타낼 수있기 때문에 비교형태학을 통해서 계통을 추론할 경우 실수를 범할 우려가 있다.


<참고>
Answer.com
wikipedia.com
Roger Lewin, 1997. Patterns in Evolution: The new molecular view

AFLP

AFLP 원리

AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism)  원리를 설명한 자료입니다.
그림을 누르면 크게 볼 수 있습니다.




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HMS beagle호

HMS beagle호

다윈이 탔던 비글호입니다. 배를 만든 사람도,
그 배를 타고가서 탐험을 했던 사람도,
이 그림을 그린 사람도

보통 사람은 아닐듯 싶습니다.

그저 존경할 따름입니다.