Filogenetik shajaralar - Tarix - Kurs ishlari

Dokument ma'lumotlari

Narxi	25000UZS
Hajmi	774.5KB
Xaridlar	0
Yuklab olingan sana	14 Fevral 2025
Kengaytma	doc
Bo'lim	Kurs ishlari
Fan	Tarix

Sotuvchi

G'ayrat Ziyayev

Ro'yxatga olish sanasi 14 Fevral 2025

80 Sotish

Filogenetik shajaralar

Sotib olish

MUNDARIJA:
KIRISH………………………………………………………….………….….3
I BOB. FILOGENETIK SHAJARALAR ……………….…………………..7
1.1. Filogenetik shajaralarning tuzilishi………………………………………..7
1.2. Filogenetik shajaralarning turlari………………………..………………11
II BOB. KLASTERLASH METODLARI………………………………....20
2.1.K ladogramma va filogenetik shajaralarning asosiy farqi………...……….20
2.2. Filogenetik shajaralarni o’qishda eng ko’p uchraydigan xatolar…….……
25
2.2. Genlarning filogenetik shajarasilarini o’rganish dasturlari ……………...31
XULOSA……………………………………………………………….…….35
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR ………………….……………….35
ILOVALAR …………………………………………………………….…..38
1

KIRISH
Ilm-fan – taraqqiyot asosi.
Zamonaviy ilm-fan yutuqlariga,
innovatsion g’oyalarga tayanmagan
d avlatning ham, jamiyatning ham
kelajagi yo’q.
Faqat ilm va ma’rifat, intellektual
salohiyat, har tomonlama bilimli
kadrlar hisobidan biz O’zbekistonni
yangi taraqqiyot bosqichiga olib chiqa
olamiz .
Shavkat Mirziyoyev
Ilm-fan bilan shug’ullanish bugungi kunning dolzarb masalasi
hisoblanadi. Muhtaram Prezidentimiz Sh.M. Mirziyoyev aytganlaridek, “ Bir
narsani bilishimiz kerak: ilmsiz, innovatsiyasiz oldimizga qo’ygan maqsadlarga
hech qachon erisha olmaymiz. ” 1
Genomika fanini va sohani rivojlantirish uchun Sh.Mirziyoyev tomonidan
2017-yil 10-fevralda “ Genomika va bioinformatika sohasida fundamental va
amaliy tadqiqotlarni, shuningdek innovatsiya ishlarini rivojlantirishga doir
qo’shimcha chora-tadbirlar to’g’risida” 2
gi PQ-2769-sonli qaror tasdiqlangan.
Mavzuning dolzarbligi. Bioinformatika hozirgi kunda rivojlangan davlatlar
ilmiy jamoatchiligi orasida tez-tez quloqqa chalinib turadigan atamalardan biriga
aylanib bo’ldi. Vaholanki bir necha o’n yillar avval biologiya va informatikani bir-
biridan alohida fan sifatida tushunar edik. Lekin buni qarangki biologiya va
informatika fanlarining ham o’zaro kesishgan nuqtasi bor ekan. Ana shu nuqtada
bioinformatika fani yuzaga kelgan.
1
https://yuz.uz/uz/news/ilm-fan-va-innovatsiyani-rivojlantirish-masalalari /
2
2017-yil 10-fevraldagi “ Genomika va bioinformatika sohasida fundamental va amaliy
tadqiqotlarni, shuningdek innovatsiya ishlarini rivojlantirishga doir qo‘shimcha chora-tadbirlar
to‘g‘risida”gi PQ-2769-sonli qaror.
2

Filogenetik shajaralar ketma-ketlikda ishlab chiqarilgan bo’lsa-
da genlar yoki genomik turli xil turlardagi ma’lumotlar evolyutsion
tushunchani taqdim etishi mumkin, bu tahlillar muhim cheklovlarga ega. Eng
muhimi, ular yaratadigan daraxtlar mutlaqo to’g’ri emas - ular kiritilgan
taksonlarning evolyutsion tarixini aniq aks ettirishi shart emas. Bundan
tashqari filogenetik daraxtlar aniq fakt emas balki gipotezalardir. Shuning
uchun biz aniq filogenetik daraxt chizganimizda turlar to’plami umumiy
ajdoddan qanday paydo bo’lganligi haqida farazimizni ifodalaymiz
Qisqacha adabiyotlar tahlili
Filogenez (yun. phylon — avlod, qabila va ... genez), filogeneya — tirik
organizmlar hamda ular taksonomik guruxlari: olam, tip (bo lim), sinf, turkumʻ
(tartib), oila, avlod (turkum, urug ) va turlarning tarixiy taraqqiyoti. "filogeneya"
ʻ
termini nemis olimi E. Gekkel tomonidan fanga kiritilgan (1866). Biol.ning
filogeneya vauning qonuniyatlarini o rganadigan bo limi filogenetika deyiladi.
ʻ ʻ
Filogeneyani tadqiq qilish evolyutsiyaning umumiy nazariyasini rivojlantirish,
organizmlarning tabiiy sistemasini tuzish uchun zarur. Guruhlar evolyutsiyasining
barcha xususiyatlari individlarning morfofiziologik tomonlarini o rganish asosida
ʻ
aniqlanadi. Aksariyat guruxlar filogeneya adaptiv radiatsiyaga, ya ni belgilarning
ʼ
dastlabki umumiy formadan raduis bo ylab har tomonga tarqalish xarakteriga ega.
ʻ
O simlik va hayvonlar filogeneyai shajara daraxtini chizish yordamida tasvirlab
ʻ
beriladi. Shajara daraxti o simlik va hayvonlarning umumiy bir ildizdan kelib
ʻ
chiqqanligi; turli xil formalar Yerdagi hayot tarixining har xil davrlarda shoxlanish
orqali astasekin taraqqiy etganligini aks ettiradi. Organizmlar filogenetik qayta
tuzilishlarining adaptiv xarakterini belgilovchi asosiy kuch tabiiy tanlanish
hisoblanadi. Filogenetik shajara barcha o zgarishlarning birlamchi negizida
ʻ
divergensiya va filetik evolyutsiya, so ng esa parallelizm va konvergensiya yotadi.
ʻ
Anatatsiya
Organizm har xil guruhlarining filogenetik daraxtlari bir xilda
o rganilmagan, bu qazilma qoldiklarning har xil darajada saqlanganligi va mazkur
ʻ
3

guruxlarning qanchalik qadimiyligi bilan bog liq. Umurtqali hayvonlar (ayniqsa,ʻ
yuksak guruhlari) va yuksak o simliklar filogeneya, umurtqasiz hayvonlardan esa
ʻ
mollyuskalar, ignaterililar, bo g imoyoqlilar filogeneya nisbatan yaxshi,
ʻ ʻ
prokariotlar va tuban o simliklar filogeneya kamroq o rganilgan.
ʻ ʻ
Odamlar narsalarni tartibga keltirish bo yicha katta qobiliyatga ega. Faqat
ʻ
kiyim javoni yoki xonalarnigina emas (shaxsan o zim bu ikki narsa bo yicha
ʻ ʻ
maqtana olmayman). Odamlar borliqdagi narsalarni guruhlarga jamlash va tartib
bilan joylashni yoqtiradi. Qadimgi yunon faylasufi Aristoteldan boshlab insoniyat
tomonidan Yer yuzidagi xilma-xil tirik jonzotlar tasniflab chiqilgan.
Mavzuning ahamiyati va yangiligi. Eng so nggi qilingan tasniflarning katta
ʻ
qismi organizmlar orasidagi evolyutsion aloqalar, ya ni ularning
ʼ filogeniyasi ga
asoslangan. Bunday filogeniyaga asoslangan tasniflash tizimlarini tuzish tur yoki
boshqa guruhlarning umumiy ajdoddan qanday qilib rivojlanib chiqqanligi
haqidagi tushunchalarimizni aks ettiradi.
Ushbu maqolada organizmlar orasidagi evolyutsion aloqalarni ifodalovchi
diagrammalar, ya ni
ʼ filogenetik shajaralar bilan tanishib chiqamiz. Ulardan
aynan nimani o rganish (yoki o rganib bo lmasligi) mumkinligi haqida bilib
ʻ ʻ ʻ
olamiz. Bundan tashqari, organizmlarning qarindoshlik darajasi bu daraxtlarda
qanday ifodalanishi haqida ham o rganamiz.
ʻ
Kurs ishining maqsadi.
 Filogenetik shajaralarini organizmlar o rtasidagi evolyutsion aloqalarni
ʻ
ifodalovchi diagrammadir. Filogenetik shajaralaraniq faktlar emas, balki
farazlardir.
Kurs ishining vazifasi . Filogenetik daraxtdagi shoxlanish qonuniyati turlar
yoki boshqa guruhlarning umumiy ajdoddan qanday kelib chiqqanligini ko rsatadi.
ʻ
 Filogenetik daraxtdagi turlarning umumiy ajdodi qanchalik yaqin bo lsa,
ʻ
ular shunchalik yaqin qarindosh , umumiy ajdodi qanchalik uzoq bo lsa, ular
ʻ
shunchalik uzoq qarindosh bo ladi.
ʻ
4

 Filogenetik shajaralarekvivalent bo lgan bir necha usullarda tuzilishiʻ
mumkin. Daraxt shoxlarini shoxlanish joyidan o zgartirish undagi ma lumotlarni
ʻ ʼ
o zgartirmaydi.
ʻ
Kurs ishining hajmi : Kurs ishi 2 bob , 5 ta bo ’ lim , kirish , asosiy qism ,
xulosa 7 ta rasm , 8 ta jadval , 2 ta diagramma , foydalanilgan adabiyotlar ro ’ yxati ,
ilova , jami 40 sahifadan iborat
5

I BOB. FILOGENETIK SHAJARALAR
1.1. Filogenetik shajaralarning tuzilishi
Filogenetik daraxtni tuzishda biz turlar yoki organizmlar boshqa guruhlarning
umumiy ajdodidan qanday rivojlangani to g risidagi eng so nggi gipotezalarimizgaʻ ʻ ʻ
asoslanamiz start superscript, and superscript . Ushbu gipotezalar bizni qiziqtirgan
turlarning jismoniy belgilari yoki genlarining DNK ketma-ketliklari kabi to plagan
ʻ
ma lumotlarimiz asosida yaratiladi. Siz bu haqda
ʼ filogenetik daraxtlarni
tuzish nomli maqolada yanada ko proq ma lumot bilib olishingiz mumkin.
ʻ ʼ
Filogenetik daraxtda bizni qiziqtirgan turlar yoki guruhlar
daraxt shoxlari uchida joylashadi. Misol uchun, quyidagi filogenetik daraxt beshta
tur: A, B, C, D va E turlar orasidagi aloqalarni ko rsatib, ular daraxt shoxlarining
ʻ
uchida joylashtirilgan (1.1.1 – rasm).
1.1.1 – rasm
Filogenetik daraxt shoxlarining qanday joylashgani bizning berilgan turlarning
umumiy ajdoddan qanday kelib chiqqanligi haqidagi tushunchalarimizni
ifodalaydi . Har bir shoxlanish nuqtasi ( ichki tugun deb ham ataladi )
divergensiya hodisasi yoki bitta ajdodning ikki yoki undan ortiq turlarga
ajralishini ko ʻ rsatadi .
Har bir shoxlanish nuqtasida ushbu shoxlar uchida joylashgan barcha
turlarning eng so ʻ nggi umumiy ajdodi joylashgan . Misol uchun , A va B turlar
ajralib chiqqan shoxlanish nuqtasida ushbu turlarning eng so ʻ nggi umumiy ajdodi
6

keltirilgan . Daraxtning pastki qismi yoki ildizi tepasidagi birinchi shoxlanish
nuqtasida barcha turlarning (A, B, C, D, E) umumiy ajdodi keltirilgan (1.1.2 –
rasm).
1.1.2 – rasm
Ushbu daraxtdagi har bir gorizontal chiziq hozir yashayotgan turga olib
keluvchi ajdodlar qatorini anglatadi. Misol uchun, E turga olib keluvchi chiziq
uning boshqa turlardan ajralib chiqqandan beri yashagan ajdodlarini anglatadi. Shu
tartibda daraxt ildizi ushbu daraxtda keltirilgan barcha turlarning so nggi umumiyʻ
ajdodiga olib keluvchi organizmlar qatorini ko rsatadi.
ʻ
Qaysi turlar bir-biriga ko proq qarindosh?
ʻ
Filogenetik daraxtda ikkita turning qarindoshlik darajasi aniq ma no
ʼ
bildiradi. Agar ikkita tur ko proq
ʻ umumiy ajdodga ega bo lsa, ular ʻ yaqinroq
qarindosh , agar kamroq umumiy ajdodga ega bo lsa, ular
ʻ uzoqroq qarindosh
hisoblanadi.
Har qanday tur yoki boshqa guruhlarning eng so nggi umumiy ajdodini topish
ʻ
uchun osongina usulni qo llashimiz mumkin. Buning uchun ikkita tur tugagan
ʻ
shoxdan “orqaga qarab yuramiz” va shu ikki turni birlashtiruvchi chiziq
to qnashadigan nuqtani topguncha davom etamiz.
ʻ
Aytaylik, A va B hamda B va C juftliklarning qaysi biri ko proq qarindosh
ʻ
ekanini aniqlamoqchimiz. Buni aniqlash uchun ikkala juftlikning daraxtdagi
7

chiziqlari bo ylab orqaga harakatlana boshlaymiz. A va B tur juftligi B va C turʻ
juftligidan ko ra ertaroq tutashadi. Demak, A va B turlar B va C turlarga nisbatan
ʻ
yaqinroq qarindosh ekan (1.1.3 – rasm).
1.1.3 – rasm
Yana shuni ham eslatish joizki, ayrim turlarning qarindoshlik darajasini bu yo l
ʻ
bilan solishtira olmaymiz. Misol uchun, biz A va B turlar C va D turlardan ko ra
ʻ
yaqinroq qarindosh deb ayta olmaymiz. Chunki filogenetik daraxtning gorizontal
o qlari vaqtni bevosita ifodalamaydi. Shu sababli biz faqat bir chiziq yoki shoxda
ʻ
kechayotgan jarayonlarni solishtirishimiz mumkin, turli shoxlardagi jarayonlarni
esa solishtira olmaymiz.
Filogenetik shajaralarni o qish bo yicha ayrim maslahatlar
ʻ ʻ
Siz turli formatlarda chizilgan filogenetik daraxtlarga duch kelishingiz
mumkin. Pastda chap tomonda ko rsatilganidek, ayrimlari bloksimon chizilgan.
ʻ
Boshqalari esa o ng tomonda keltirilganidek, diagonal chiziqlar orqali ifodalangan.
ʻ
Bloksimon daraxtda ko rsatilganidek, filogenetik daraxtlarning shoxlari vertikal
ʻ
yoki gorizontal joylashgan bo lishi mumkin (1.1.4 – rasm).
ʻ
8

1.1.4 – rasm
Yuqoridagi uchta daraxt A, B, C, D va E turlar bir xil aloqaga ega ekanini
ifodalaydi. Buni o zingiz tekshirib ko rishingiz mumkin. Shoxlanish yo li vaʻ ʻ ʻ
umumiy ajdodlarning tartibi ham ikkala daraxtda bir xil. Turlicha ko rinishda
ʻ
bo lgan ushbu daraxtlardagi bir xil ma lumot daraxtlarning qarindoshlik darajasini
ʻ ʼ
ko rsatadi.
ʻ
Yana bir muhim jihat shuki, agar har qanday filogenetik daraxtdagi shoxlanish
nuqtasidagi shoxlar o rnini almashtirsak, daraxtning asosiy mazmuni o zgarmaydi.
ʻ ʻ
Yuqoridagi ikki daraxt turli ko rinishlarda ifodalangan bo lsa-da, turlar orasidagi
ʻ ʻ
munosabatlar o zgarmagan. Quyidagi daraxtlarda ham to rttala tur orasidagi bir xil
ʻ ʻ
aloqa ko rsatilgan (1.1.5 – rasm):
ʻ
1.1.5 – rasm
9

Agar bir qarashda yuqoridagi daraxtlar bir xil tuyulmasa , u holda daraxt
uchidagi turlarning ( W , X , Y va Z ) tartibiga emas , balki daraxtlarning
shoxlanishiga e ʼ tibor bering . Chunki turlarning joylashish tartibi emas, aksincha,
daraxtning shoxlanish strukturasi bizga eng kerakli ma lumotni beradi.ʼ
Biz yuqorida ko rib chiqqan daraxtlar sodda tuzilgan bo lib, har bir shoxlanish
ʻ ʻ
nuqtasidan faqat ikkita shox ajralgan. Lekin ba zan
ʼ politomiya (“ poly ” – ko p; ʻ
“ tomy” – bo linish) mavjud daraxtlar ham uchrab turadi. Ya ni bir shoxlanish
ʻ ʼ
nuqtasidan uch yoki undan ortiq yangi turlar paydo bo ladi
ʻ 2 2 squared . Odatda
politomiya shoxlanish qanday tartibda kechganini bilish uchun yetarli ma lumot
ʼ
bo lmaganda kuzatiladi (1.1.6 – rasm).
ʻ
1.1.6 – rasm
Agar keyinchalik daraxtda ifodalangan turlar haqida yangi ma ʼ lumotlar topilsa ,
yangi ma ʼ lumot asosida politomiya to ʻ g ʻ rilanishi mumkin .
1.2. Filogenetik shajaralarning turlari
Filogenetik shajaralarni tuzish uchun ko ʻ pincha olimlar o ʻ rganilayotgan
turlarning ko ʻ plab belgilarini solishtiradi va tahlil qiladi . Bu belgilar morfologik
( shakl , ko ʻ rinish ), ichki anatomiya , xulq - atvor , biokimyoviy yo ʻ llar , DNK va oqsil
ketma - ketligi , hattoki qazilma qoldiqlarining xususiyatlari bo ʻ lishi mumkin .
Aniq , mazmunli filogenetik daraxtni tuzish uchun olimlar odatda
( ma ʼ lumotlardagi xatolik tufayli noto ʻ g ʻ ri daraxt tuzilib qolishining oldini olish
uchun ) ko ʻ plab belgilardan foydalanadi .
10

Shunga qaramasdan, filogenetik shajaralaraniq javob emas, balki gipoteza
hisoblanadi. Ular faqat mavjud ma lumotlar darajasida aniqlikka ega bo ladi.ʼ ʻ
Yangi ma lumotlar topilib, tahlil qilingach, daraxtlar qayta ko rib, tekshirilib
ʼ ʻ
chiqiladi va yangilanadi. DNK ketma-ketliklarini aniqlash imkoni tobora
oshayotgan hozirgi zamonda genlar va turlar orasida ularning genlari qanchalik
yaqinligini aniqlash imkoniyati yanada ortdi.
Filogenetik daraxtlarni tuzish haqidagi keyingi maqolada turlar to g risida
ʻ ʻ
berilgan har xil ma lumotlardan foydalanib, filogenetik shajaralar qanday
ʼ
tuzilishini ko rib chiqamiz.
ʻ
Taksonomiya identifikatsiya qilish, nomlash va tasnif organizmlar. Hozir
tasniflash odatda filogenetik ma’lumotlarga asoslanadi va ko’plab sistematistlar
buni faqat ta’kidlaydilar monofiletik taksonlar nomlangan guruhlar sifatida tan
olinishi kerak. Tasnifning taxmin qilingan evolyutsion tarixga bog’liqlik darajasi
taksonomiya maktabiga qarab farq qiladi: fenetika filogenetik spekulyatsiyani
umuman e’tiborsiz qoldiradi, aksincha organizmlar o’rtasidagi o’xshashlikni aks
ettirishga harakat qiladi; kladistika (filogenetik sistematika) faqat umumiy, olingan
belgilar asosida guruhlarni tanib, o’z tasnifida filogeniyani aks ettirishga harakat
qiladi (sinapomorfiyalar ); evolyutsion taksonomiya ular o’rtasida murosaga kelish
uchun dallanish naqshini ham, "farq darajasi" ni ham hisobga olishga harakat
qiladi.Entsiklopediya site:uz.wikisko.ru odatiy usullari filogenetik xulosa amalga
oshirishni hisoblash yondashuvlarini o’z ichiga oladi maqbullik mezonlari va
usullari parsimonlik, maksimal ehtimollik (ML) va MCMC asoslangan Bayes
xulosasi. Bularning barchasi yashirin yoki aniq narsalarga bog’liq matematik
model kuzatilgan belgilar evolyutsiyasini tavsiflovchi.
Fenetika, 20-asrning o’rtalarida mashhur bo’lgan, ammo hozirda deyarli
eskirgan, ishlatilgan masofa matritsasi - umumiy o’xshashlik asosida daraxtlarni
qurish asoslari morfologiya yoki shunga o’xshash kuzatiladigan xususiyatlar (ya’ni
fenotip yoki DNKning umumiy o’xshashligi, emas DNK ketma-ketligi ), bu
ko’pincha filogenetik aloqalarni taxmin qiladi.
11

1950 yilgacha filogenetik xulosalar odatda quyidagicha taqdim etilgan hikoya
stsenariylar. Bunday usullar ko’pincha noaniq bo’lib, alternativ gipotezalarni
baholash uchun aniq mezonlarga ega emas.
Tarix
"Filogeniya" atamasi nemis tilidan kelib chiqqan Filogeniya, Gekkel
tomonidan 1866 yilda kiritilgan va Darvin tasnifga yondashuv "fitil" yondashuv
sifatida tanildi.
Ernst Gekkelning rekapitulyatsiya nazariyasi
19-asr oxirida, Ernst Gekkel "s rekapitulyatsiya nazariyasi, yoki "biogenetik
asosiy qonun" keng qabul qilindi. Bu ko’pincha "ontogenez filogeniyani qayta
tiklaydi ", ya’ni bitta organizmning hayoti davomida, mikrobdan kattalarga qadar
rivojlanishi, ketma-ket unga tegishli bo’lgan turlarning ajdodlari ajdodlarining
katta bosqichlarini aks ettiradi. Ammo bu nazariya uzoq vaqtdan beri rad etilgan.
Buning o’rniga, ontogenez rivojlanib boradi - turlarning filogenetik tarixini
to’g’ridan-to’g’ri ontogenezidan o’qib bo’lmaydi, chunki Gekkel bu mumkin deb
o’ylagan, ammo ontogenezdagi belgilar filogenetik tahlillar uchun ma’lumotlar
sifatida ishlatilishi mumkin (va ishlatilgan); ikki tur qanchalik yaqin bo’lsa,
shuncha ko’p apomorfiyalar ularning embrionlari ulushga ega. Tirik
organizmlarning molekulyar ko’rsatkichlaridan foydalangan holda ularni
filogenetik daraxtdagi o’rnini hisoblashning juda ko’plab turlari (UPGMA,
WPGMA, Neighbor-joining, Maximum-likelihood, Bayesian inference va
boshqalar) mavjud. Ushbu maqolada ana shunday usullar ichida eng soddasi
bo’lgan UPGMA usuli haqida gaplashamiz.
UPGMA ( Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean ) – guruhdagi
juftliklarni o’rtacha taqqoslanmagan hisoblash usuli bo’lib, uni ilk marotaba
Sneath va Sokalning (1973) ishlarida ko’rish mumkin. UPGMA usuli asosida
filogenetik daraxt qurish uchun bizga berilgan organizmlarning molekulyar
ko’rsatkichlari zarur bo’ladi. Quyidagi jadvalda toshbaqa, odam, tunets balig’i,
tovuq, tunlam, maymun va itning sitoxrom C oqsilidagi aminokislotalar orasidagi
farq ko’rsatilgan (1.2.1 – jadval).
12

1.2.1 – jadval
Ushbu jadvaldan ko’rinadiki, odam va maymun sitoxrom C oqsili 1 ta
aminokislotaga farq qilmoqda, tovuq va maymunda bu farq 17 ga, tunets balig’i va
tunlamda 41 ga teng va hokazo. UPGMA metodi orqali hisoblashda jadvaldagi eng
kichik farqqa ega bo’lgan katakchalar o’zaro birlashtirib boriladi. Yuqoridagi
jadvaldagi eng kichik ko’rsatkich B va F katakchalari orasida bo’lib, u 1 ga teng
(B=odam va F=maymun). Ularning birlashuvidan hosil bo’lgan filogenetik daraxt
shoxi uzunligi 0,5 ga teng (1/2=0,5) bo’ladi. Xuddi mana shunday tarzda, boshqa
kataklar orasidagi ko’rsatkichlar hisoblab chiqiladi.
E’tibor bering, A va BF katakchalaridagi sonni topish uchun birinchi jadval
ichidan A va B hamda A va F katakchalaridagi sonlar o’zaro qo’shilib, so’ng
ikkiga bo’linadi, ya’ni 19,00+18,00=37/2=18,5. Qaysi katakchadagi raqamlar
qo’shilayotganligini tushunishingiz uchun ularni bir xil rangda ko’rsatib o’taman.
Masalan, yuqoridagi holatni qizil rangda ifodalaganman. Ana endi C va BF
katakchalariga yoziladigan sonni hisoblanishini ko’raylik, bu yerda ham xuddi
yuqoridagi kabi avvalgi jadvaldan C va B hamda C va F katakchalaridagi sonlar
o’zaro qo’shilib, so’ng ikkiga bo’linadi: 31,00+32,00=63,00/2=31,5 (sariq rangda).
Jarayon xuddi mana shu taxlitda davom ettiriladi (1.2.2 – jadval).
13

1.2.2 – jadval
Hosil bo’lgan yangi jadvaldagi eng kichik sonni qidiramiz. Bu yerda shunday
son 8. Ushbu son A va D orasida turibdi, demak AD ko’rinishida ularni
birlashtiramiz va yuqorida ko’rsatilganidek hisoblashda davom etamiz. Qaysi
kataklardagi raqamlar qo’shilayotganini ularning ranglaridan farqlab, tushunib
olishingiz mumkin bo’ladi. A va D filogenetik daraxtda yonma-yon joylashadi,
ular joylashgan shoxning uzunligi o’zaro 4 ga teng. Bu ko’rsatkich yuqoridagi ular
orasidagi farqni ikkiga bo’lish orqali topiladi: 8/2=4 (1.2.3 – jadval).
1.2.3 – jadval
Hosil bo’lgan ushbu yangi jadvaldagi eng kichik sonni izlaymiz, bu yerda u
12,50 bo’lib, BF va G orasida turibdi. Bu degani G filogenetik daraxtda BF ga
qo’shni shoxda joylashadi. Hosil qilinadigan jadvaldagi raqamlar ham xuddi
yuqoridagi kabi hisoblab boriladi, ya’ni AD va BFG orasidagi raqamni topish
uchun avvalgi jadvaldan AD va BF orasidagi raqam AD va G orasidagi raqamga
qo’shilib, so’ng ikkiga bo’linadi (qizil rangli katakchaga qarang). BF va G
filogenetik daraxtda yonma-yon shoxlarda joylashadi deb aytdik. Ular joylashgan
shoxning uzunligi ular orasidagi farqli sonni ikkiga bo’lish orqali topiladi:
12,50/2=6,25.
14

Lekin chap tomondagi shoxda BF avvaldan bor edi, ularning shoxlari 0,5 ga
teng ekanligini aytgan edik. Demak ushbu holatda 6,25 dan 0,5 ni ayrib, ana undan
so’ng hosil bo’lgan sonni ko’rsatamiz. Bu yerda BF uchun umumiy hisoblangan
shox G bilan umumiy hosil qilinayotgan shoxgacha 5,75 ga farq qiladi, ya’ni
shuncha uzunlikda bo’ladi (1.2.4 – jadval ).
1.2.4 – jadval
Hosil bo’lgan ushbu jadvaldan ko’rinib turibdiki eng kichik ko’rsatkich AD va
BFG orasida turibdi. Demak ularni birlashtiramiz va ko’rsatkichlarni xuddi
yuqoridagi kabi hisoblab topamiz. Qaysi katakchalar o’zaro qo’shilayotganligini
ularning ranglariga qarab topib, tushunishingiz mumkin. Filogenetik jadvalda BFG
va AD shoxlari umumiy shoxda joylashadi. Umumiy shoxgacha bo’lgan masofani
ularning o’zaro farqini ikkiga bo’lish orqali topiladi: 15,80/2=7,90. Lekin bir
narsaga e’tibor berish lozimki, AD shoxlarning uzunligi 4,0 ekanligini yuqorida
aytgan edik, yoki BFG shoxlarining umumiy uzunligi 6,25 ekanligini ham aytgan
edik. Shundan kelib chiqqan holda AD va BFG umumiy shoxga mos ravishda 3,90
(7,90-4,00=3,90) va 1,65 (7,90-6,25=1,65) uzunlikdagi shox orqali birlashadi
(1.2.5 – jadval).
1.2.5 – jadval
15

Yuqorida hosil bo’lgan jadvaldagi eng kichik son ADBFG va C orasida
joylashgan. Demak ushbu ikki kataklarni xuddi yuqoridagi usulda birlashtiramiz.
Filogenetik daraxt shoxini ham yuqorida ko’rsatilganidek quramiz (1.2.6 – jadval).
1.2.6 – jadval
E’tibor bersangiz jadvalda faqatgina bir dona raqam qoldi, bu ADBFGC va E
orasidagi raqam, demak E ushbu filogenetik daraxtda oxirgi bo’lib ADBFGC
shoxlariga qo’shiladi. Ularning orasidagi raqamni ikkiga bo’lish orqali shoxlarning
uzunligini topiladi. Shox uzunligi ADBFGC shoxlari uchun tadbiq qilishda
yuqorida ko’rsatilgan usul qo’llaniladi (1.2.7 – jadval).
1.2.7 – jadval
Mana shunday qilib UPGMA usuli orqali filogenetik daraxt qurish o’z
nihoyasiga yetdi. Ana endi harflar o’rniga organizmlarnign nomini yozib chiqsak,
filogenetik daraxtimiz tayyor bo’ladi (1.2.1 – diagramma).
16

(1.2.1 – diagramma)
Filogenetik daraxtga e’tibor bersangiz odam va maymun bir shoxda turibdi,
undan keyin ularga eng yaqin holatda it qo’shiladi. Odam, maymun, it
sutemizuvchilar sinfiga kirgani bois filogenetik daraxtda bir klada (shox) da
joylashganini ko’rish mumkin. Uning oldidagi kladada tovuq va toshbaqa
joylashgan, demak ular o’zaro qo’shni, ya’ni qushlar va sudralib yuruvchilar sinfi
o’zaro umumiy ajdodga ega ekanligi ko’rinib turadi. Sutemizuvchilar joylashgan
klada hamda qushlar va sudralib yuruvchilar sinfi joylashgan klada o’zaro birlashib
baliqlar sinfi vakillari bilan umumiy ajdodga ega ekanligini namoyon qilmoqda.
Demak umumiy ajdod ikkiga ajraladi, bir tarmoqdan baliqlar, ikkinchi tarmoqdan
esa sutemizuvchilar, qushlar va sudralib yuruvchilarning umumiy ajdodi
rivojlanadi, keyinchalik esa ikkinchi kladaning umumiy ajdodi divergensiya qiladi,
ya’ni ikkiga ajraladi.
Umumiy holatda esa umurtqalilar kladasi umurtqasizlar (bizning filogenetik
daraxtda – tunlam misolida) bilan umumiy ajdodga ega hisoblanadi. Mana shu
tarzda filogenetik daraxtni tahlil qilish mumkin.
17

II BOB. KLASTERLASH METODLARI
2.1. Kladogramma va Filogenetik shajaralarning Asosiy farqi
Evolyutsiya va filogeniya bir -biri bilan chambarchas bog’liq bo’lib, ular
turli organizmlarning munosabatlari va xususiyatlarini tasvirlashga yordam beradi.
Evolyutsiya ma’lum bir guruh guruhi qanday rivojlanganligini, qanday
rivojlanganligini va vaqt jadvalida tanlanganligini tushuntiradi. Filogenez
organizmning tarixiy rivojlanishini tushuntiradi. Organizmlar o’rtasidagi
munosabatlarni ko’rsatish uchun biologlar tomonidan tuzilgan turli diagrammalar
mavjud. Filogenetik daraxt va kladogramma - bu har xil organizmlar o’rtasidagi
bog’liqlikni ko’rsatish uchun ishlab chiqilgan ikkita diagramma. Kladogramma va
filogenetik daraxt o’rtasidagi asosiy farq shundan iboratki, kladogramma turli
organizmlarning umumiy ajdodga bo’lgan munosabatini ko’rsatadi , filogenetik
shajara esa turli organizmlar o’rtasidagi evolyutsion vaqt va vaqt o’zgarishi bilan
bog’liqligini ko’rsatadi.
Kladogran - bu bir -biri bilan chambarchas bog’liq bo’lgan organizmlarning
o’zaro bog’liqligini aks ettiruvchi diagramma. Bu filogenetik daraxtlarning bir turi.
Ammo bu faqat umumiy ajdodlar bilan bo’lgan munosabatlar o’rtasidagi
munosabatni ko’rsatadi. Misol tariqasida, kladogrammada gorilga qaraganda,
odam shimpanzalar bilan chambarchas bog’liqligini ko’rsatadi, lekin u evolyutsion
vaqtni va umumiy ajdoddan aniq masofani ko’rsatmaydi.
Kladogramma – bu chiziqlar yordamida chizilgan daraxtga o’xshash
diagramma. Kladogramma tugunlari umumiy ajdoddan ikkita guruhning
bo’linishini ifodalaydi. Qopqoq chiziqlar oxirida umumlashtiriladi va ma’lum bir
guruh a’zolari o’xshash xususiyatlarga ega. Qoplamalar morfologik xususiyatlar
o’rniga molekulyar farqlar yordamida qurilgan. Biroq, kladogrammalar to’g’ri
morfologik va xulq -atvor ma’lumotlari yordamida tuzilishi mumkin (2.1.1 –
kladogrammalar).
18

2.1.1 – kladogrammalar
Filogenetik tadqiqotlar evolyutsion biologiyada turlar va ularning kelib
chiqishi o ’ rtasidagi bog ’ liqlik , virusli infektsiyalarning tarqalishi , turlarning
migratsiyasi va boshqalar kabi turli muammolarga javob topish uchun foydalidir .
Ilg ’ or molekulyar biologik metodlar biologlarga organizmlar o ’ rtasidagi
filogenetik munosabatlarni o ’ zaro bog ’ liq holda baholashga yordam berdi .
Organizmlarning evolyutsion o ’ zgarishi . Filogenetik daraxt – bu organizmlar
o ’ rtasidagi munosabatlar , ularning xususiyatlari , irsiy kelib chiqishi va evolyutsion
munosabatlariga asoslangan diagramma . Kladogramma bilan taqqoslaganda ,
filogenetik daraxt organizmlarning o ’ zaro munosabatlarini ota - bobolari va
evolyutsiyasiga nisbatan mazmunli muhokama qilishda ko ’ proq qiymatga ega .
Filogenetik daraxt kladogrammadan farqli o ’ laroq , novdalarning uzunligi
evolyutsion masofaga mutanosib bo ’ lgan dallanadigan daraxt diagrammasiga
o ’ xshab chizilgan .
Biologlar turli xil analitik vositalar yordamida, masalan, parsimoniya,
masofa, ehtimollik va bayeziya usullari yordamida organizmlarning har xil
xususiyatlarini tahlil qiladilar.
19

Ular filogenetik daraxtlarni qurish uchun morfologik, anatomik, xulq -
atvorli, biokimyoviy, molekulyar va fotoalbom xususiyatlarini hisobga oladilar
(2.1.1 – rasm).
2.1.1 – rasm
Kladogramma va filogenetik daraxt o ’ rtasidagi farqni ushbu jadvalda ko ’ rib
chiqamiz (2.1.1 – jadval )
20

Kladogramma va boshqalar filogenetik daraxt
Kladogramma evolyutsion daraxt emas.
Shunday qilib, u evolyutsion aloqalarni
ko’rsatmaydi. Filogenetik daraxt - evolyutsion
daraxt. Bu evolyutsion aloqalarni
ko’rsatadi.
Foydalanish
Kladogramma - bu guruhning haqiqiy
evolyutsion tarixi haqidagi faraz. Filogenetik daraxt organizmlarning
haqiqiy evolyutsion tarixini
ifodalaydi.
Filiallarning uzunligi
Kladogramma teng uzunlikda
chiziladi. Filialning uzunligi
evolyutsion masofani anglatmaydi. Filogenetik daraxtning filial
uzunligi evolyutsion masofani
ko’rsatadi.
Evolyutsion vaqtni ko’rsatish
Kladogramma organizmlar
taksilarini ajratishda evolyutsion vaqt
miqdorini ko’rsatmaydi. Filogenetik daraxt organizmlar
taksilarini ajratish vaqtini
ko’rsatadi.
2.1.1 – jadval
Kladogramma - bu turli xil organizmlarning o’zaro o’xshashligini
ko’rsatadigan diagramma. Filogenetik daraxt - bu geologik vaqt shkalasi bo’yicha
organizmlarning filogenetik tarixini aks ettiruvchi diagramma. Bu organizmlar va
evolyutsion tarix o’rtasidagi mumkin bo’lgan munosabatlarni ifodalaydi. Bu
kladogramma va filogenetik daraxt o’rtasidagi farq.
Daraxtlarni morfologik yoki molekulyar belgilar yoki ikkalasi yordamida
tiklash mumkin. Xuddi shu tarzda, ularni qurish uchun turli usullar mavjud, eng
keng tarqalgani kladistlar metodologiyasi. Bu sinapomorfiya deb nomlanuvchi,
birgalikda olingan belgilarni aniqlashga intiladi.
Filogenetik daraxt anatomiyasi
21

Filogenetik daraxtlarda biz quyidagi qismlarni ajratishimiz mumkin -
botanika o’xshashligini davom ettirish:
- Filiallar: Daraxtning chiziqlari "novdalar" deb nomlanadi va ular vaqt
o’tishi bilan o’rganilayotgan populyatsiyalarni ifodalaydi. Daraxt turiga qarab
(pastga qarang), novdaning uzunligi ma’noga ega bo’lishi yoki bo’lmasligi
mumkin.
- Filiallarning uchlarida biz baholamoqchi bo’lgan organizmlarni topamiz.
Ular hozirgi paytda mavjud bo’lgan yoki yo’q bo’lib ketgan mavjudotlar bo’lishi
mumkin. Turlar bizning daraxtimizning barglari bo’ladi.
- Ildiz: ildiz daraxtning eng qadimiy shoxidir. Ba’zilarida bu bor va ularni
ildiz otgan daraxtlar deyishadi, boshqalari esa yo’q.
- Tugunlar: ikki yoki undan ortiq nasldagi shoxlarning tarmoqlanish
nuqtalari tugun deb ataladi. Nuqta avlod guruhlarining eng so’nggi umumiy
ajdodini ifodalaydi (bu ajdodlar taxminiy ekanligiga e’tibor bering).
- Tugunning mavjudligi spetsifikatsiya hodisasini - yangi turlarni yaratishni
nazarda tutadi. Shundan so’ng, har bir tur o’z evolyutsiyasini kuzatib boradi.
Qo’shimcha terminologiya
Filogenetik shajaralarhaqida gap ketganda, ushbu uchta asosiy
tushunchalardan tashqari, boshqa zarur atamalar mavjud:
Va nihoyat, bizda ultrametrik daraxtlar yoki dendogrammalar mavjud bo’lib,
u erda daraxtlarning barcha uchlari bir xil masofada joylashgan (filologiyada
bunday holat uchi sherigidan pastroq yoki balandroq ko’rinishi mumkin).
Filialning uzunligi evolyutsion vaqt bilan bog’liq.
Daraxtni tanlash biz javob bermoqchi bo’lgan evolyutsion savol bilan
bevosita bog’liq. Masalan, agar biz faqat shaxslar o’rtasidagi munosabatlar bilan
shug’ullanadigan bo’lsak, kladogramma o’rganish uchun etarli bo’ladi.
2.2. Filogenetik daraxtlarni o’qishda eng ko’p uchraydigan xatolar
22

Filogenetik shajaralar ko’pincha evolyutsion biologiyada (va umumiy
biologiyada) keng qo’llaniladigan grafikalar bo’lishiga qaramay, bu oddiy grafika
o’quvchiga etkazish uchun mo’ljallangan xabarni noto’g’ri talqin qiladigan ko’plab
talabalar va mutaxassislar mavjud.
Birinchi xato - bu evolyutsiya taraqqiyotni nazarda tutadi deb o’ylab, ularni
yonma-yon o’qish. Agar biz evolyutsion jarayonni to’g’ri tushunsak, ajdodlar
turini chap tomonda va rivojlangan turlarni o’ng tomonda deb o’ylash uchun hech
qanday sabab yo’q.
Daraxtning botanika o’xshashligi juda foydali bo’lsa-da, u endi u qadar aniq
bo’lmagan nuqtaga keladi. Daraxtda mavjud bo’lmagan hal qiluvchi daraxt
tuzilishi mavjud: magistral. Filogenetik daraxtlarda biz hech qanday asosiy
novdalarni uchratmaymiz.
Xususan, ba’zi odamlar insonni evolyutsiyaning yakuniy "maqsadi", shuning
uchun tur deb hisoblashlari mumkin. Homo sapiens U har doim yakuniy shaxs
sifatida joylashgan bo’lishi kerak.
Biroq, bu nuqtai nazar evolyutsion tamoyillarga mos kelmaydi. Agar biz
filogenetik daraxtlarning harakatlanuvchi elementlar ekanligini tushunsak, ularni
joylashtirishimiz mumkin Homo daraxtning har qanday terminal holatida, chunki
bu xususiyat vakolatxonada ahamiyatli emas.
Tugunlar aylanishi mumkin
Filogenetik shajaralarhaqida bilishimiz kerak bo’lgan muhim xususiyat
shundaki, ular statik bo’lmagan grafikalarni aks ettiradi.
Ularda bu filiallarning hammasi aylanib ketishi mumkin - xuddi uyali aloqa
moslamasi xuddi shunday. Biz filiallarni xohlagancha siljitishimiz mumkinligini
aytishni istamaymiz, chunki ba’zi harakatlar naqshning o’zgarishini
yoki topologiya daraxtdan. Biz aylantira oladigan narsa tugunlardir.Daraxt xabarini
talqin qilish uchun biz shoxlarning uchlariga emas, balki grafaning eng muhim
jihati bo’lgan novdalarga e’tibor qaratishimiz kerak.
Politomiya: filogenetik daraxt tugunida ikkitadan ortiq shoxga ega bo’lganda,
polotomiya borligi aytiladi. Bunday holatlarda filogenetik daraxt to’liq
23

echilmagan, chunki ular bilan bog’liq bo’lgan organizmlar o’rtasidagi
munosabatlar aniq emas. Bu odatda ma’lumotlarning etishmasligidan kelib chiqadi
va faqat tadqiqotchi ko’proq to’planganda tuzatilishi mumkin.
Tashqi guruh: filogenetik mavzularda tashqi guruh tushunchasini eshitish
odatiy holdir - deyiladi tashqi guruh. Ushbu guruh daraxtni ildiz otishi uchun
tanlangan. U ilgari o’quv guruhidan ajralib chiqqan takson sifatida tanlanishi
kerak. Masalan, men echinodermalarni o’rgansam, foydalanishingiz
mumkin tashqi guruh dengiz shovqinlari.
Turlari
Daraxtlarning uchta asosiy turi mavjud: kladogrammalar, qo’shimcha daraxtlar
va ultrametrik daraxtlar.
Kladogrammalar eng oddiy daraxtlar bo’lib, organizmlarning umumiy nasabga
bog’liqligini ko’rsatadi. Ushbu turdagi daraxtlarning ma’lumotlari dallanadigan
naqshlarda joylashgan, chunki filiallarning kattaligi qo’shimcha ma’noga ega
emas.
Ikkinchi turdagi daraxtlar qo’shimchalar bo’lib, ular metrik daraxtlar yoki
filogrammalar deb ham ataladi. Filiallarning uzunligi evolyutsion o’zgarish
miqdori bilan bog’liq.
Bundan tashqari, biz daraxtni chizishning bir necha yo’li borligini yodda
tutishimiz kerak. Ko’p marta bu kitob yoki jurnal uslubiga bog’liq va filiallarning
shakli va holatidagi o’zgarishlar ular bizga etkazmoqchi bo’lgan ma’lumotlarga
ta’sir qilmaydi.
Hozirgi ajdodlarimiz yoki "eski" turlarning mavjudligini aniqlay olmaymiz
Qachon biz turlarga murojaat qilamiz joriy biz ularga ajdodlar tushunchalarini
qo’llamasligimiz kerak. Masalan, shimpanzeler va odamlar o’rtasidagi
munosabatlar haqida o’ylab ko’rganimizda, shimpanzeler bizning nasabimizga
ajdodlarimiz deb noto’g’ri tushunchaga ega bo’lishimiz mumkin.
Biroq, shimpanze va odamlarning umumiy ajdodi ham bo’lmagan.
Shimpanzeni ajdodlar deb o’ylash, uning evolyutsiyasi ikkala nasl ajratilgandan
so’ng to’xtagan deb taxmin qilish edi.
24

Ushbu fikrlarning xuddi shu mantig’iga amal qilgan holda, filogenetik daraxt
bizga yosh turlar ham borligini aytmaydi. Allel chastotalari doimiy ravishda
o’zgarib turishi va vaqt o’tishi bilan yangi belgilar o’zgarib turishi sababli, turning
yoshini aniqlash qiyin, va, albatta, daraxt bizga bunday ma’lumot bermaydi.
"Allel chastotalarining vaqt o’tishi bilan o’zgarishi" populyatsiya genetikasi
evolyutsiyani belgilaydi.
Ular o’zgarmasdir
Filogenetik daraxtga qarab, biz ushbu grafika shunchaki aniq dalillardan kelib
chiqqan gipoteza ekanligini tushunishimiz kerak. Ehtimol, agar biz daraxtga
qo’shimcha belgilar qo’shsak, u uning topologiyasini o’zgartirishi mumkin.
Ko’rib chiqilayotgan organizmlarning munosabatlarini aniqlash uchun eng
yaxshi belgilarni tanlashda olimlarning tajribasi muhim ahamiyatga ega. Bundan
tashqari, tadqiqotchilarga daraxtlarni baholash va eng maqbulini tanlashga imkon
beradigan juda kuchli statistik vositalar mavjud.
Misollar
Hayotning uchta sohasi: Arxeya, Bakteriyalar va Eukarya
1977 yilda tadqiqotchi Karl Vuz tirik organizmlarni uchta domenga: Arxeya,
Bakteriyalar va Eukarya guruhlariga birlashtirishni taklif qildi. Ushbu yangi
tasniflash tizimi (ilgari faqat ikkita toifasi bo’lgan, Eukaryota va Prokaryota)
ribosomal RNK molekulyar markeriga asoslangan edi.
Bakteriyalar va eukariotlar taniqli organizmlardir. Arxeya ko’pincha
bakteriyalar bilan yanglishadi. Biroq, bu ularning uyali tarkibiy qismlarining
tuzilishida juda katta farq qiladi.
Shuning uchun, ular bakteriyalar singari mikroskopik organizmlar bo’lishiga
qaramay, Arxeya domenining a’zolari eukaryotlar bilan yanada yaqinroqdir,
chunki ular yaqin ajdodlarimizga ega.
Primatlarning filogeniyasi
25

Evolyutsion biologiya doirasida eng munozarali mavzulardan biri inson
evolyutsiyasi. Ushbu nazariyaning muxoliflari uchun hozirgi odamni keltirib
chiqargan maymun ajdodidan boshlangan evolyutsiya mantiqiy emas.
Asosiy tushuncha - biz hozirgi maymunlardan rivojlanmaganligimizni,
aksincha ular bilan umumiy ajdodimizni bo’lishganligimizni anglashdir.
Maymunlar va odamlar daraxtida, biz "maymun" deb bilgan narsa haqiqiy monofil
guruh emasligi, chunki u odamlarni chetga surib qo’ygan.
Ma’lumotlarni intelektual tahlilida k-means klasterizatsiya algoritmi eng
sodda, eng tushunarli va eng ko’p ishlatiladigan algoritmlardan biri xisoblanadi. K-
means algoritmi berilgan n ta obyektdan iborat toplamni bir biriga o’xshash
obyektlardan iborat k ta guruhga ajratadi. Bu algoritm uchun k-guruhlar soni aniq
belgilangan bo’lishi kerak. Algoritmning asosiy g’oyasi k ta markazni ushlab olish
va obyektlarni shu markazlar atrofiga yig’ib chiqishdan iborat. Bunda obyektlar k
ta markazdan qaysi biriga yaqin bo’lsa shu guruhga qo’shib olinadi. K-means
algoritmida obyektlar orasidagi masofalarni hisoblash uchun Evklid masofasi,
Manhetton masofasi kabilar ishlatiladi. Algoritmni asosiy abzalligi uni ishlash
tezligida, k-means boshqa olgaritmlarga qaraganda tezroq ishlaydi. Lekin unga
guruh(klaster)lar sonini oldindan ko’rsatish kerak. Bu k-means algoritmini eng
katta kamchiligi hisoblanadi. 3.2 EM(Expectation Maximization). EM algoritmi
ham k-means algoritmi kabi iterativ usulda klasterlarga ajratishga mo’ljallangan.
K-means yaxshi natija ko’rsatadigan barcha to’plamalar uchun EM ham yaxshi
natija ko’rsata oladi. Bu algoritm statik ma’lumotlar bazasi uchun mo’ljallangan.
EM obyektlarni bir biriga o’xshashligini masofa bo’yicha emas, extimollik orqali
hisoblaydi, va bu bazi holatlarda yaxshi natija berishi mumkin. Chiziqli bo’lmagan
xolatlarda k-means guruhlarga ajratishda xatolikka yo’l qo’yadi, EM esa bu
holatlarda ancha yaxshi natija beradi. EM real ma’lumotlar uchun boshqa
algoritmlarga qaraganda yaxshi natija ko’rsatadi. Kamchiligi bir biriga yaqin
joylashgan obyektlarni klasterlashda ko’pincha xatolikka yo’l qo’yadi, ishlash
tezligi boshqa algoritmlarga nisbatan sekinroq.
26

Berilgan obyektlarni extimollik bo’yicha qaysi sinfga tegishli ekanligini
aniqlab, daraxtga barg sifatida qo’shib qo’yadi. Algoritm k-means, EM
algoritmlarida uchramaydigan ko’plab imkoniyatlarga ega. Masalan CobWeb
algoritmi dinamik ma’lumotlarni klasterlashda ham ishlatiladi. Yangi obyektni
kiritish va uni qaysi sinfga tegishli ekanligini aniqlash uchun update funksiyasi
ishlatiladi, va bu amal log(n) vaqtda bajariladi. Klasterlar sonini avtomatik tarzda
aniqlaydi. Bundan tashqari so’ngi qo’shilgan obyektlarni o’chirib tashlash ham
mumkin. Bir so’z bilan aytganda online tarzda klasterlash uchun CobWeb
algoritmi juda samarali. Lekin bu algoritm k-means kabi barcha xolatlar uchun
yaxshi yechim topa olmaydi, ko’pincha klasterlarga ajratishda xatoliklarga yo’q
qo’yadi. Ma’lumotlarni berilish taribi, klasterlash natijasiga tasir ko’rsatadi.
Berilgan barg barglari soni uchun mumkin bo’lgan daraxtlar soni ma’lum bir
daraxt turiga bog’liq, ammo har doim belgi qo’yilmagan daraxtlarga qaraganda
ko’proq etiketlanadi, bifurkatsiya qilishdan ko’ra ko’p qirrali va ildiz otmagan
daraxtlarga qaraganda ko’proq ildiz otadi. Oxirgi farq biologik jihatdan eng
dolzarbdir; ildiz otmaydigan daraxtda ko’plab joylar bo’lgani uchun paydo bo’ladi.
Belgilangan daraxtlarni bifurkatsiya qilish uchun ildiz otilgan daraxtlarning
umumiy soni: barg tugunlari sonini ifodalaydi. Noma’lum sonli ketma-
ketliklardan iborat filogenetik shajaralaryordamida quriladi hisoblash
filogenetikasi usullari. Kabi masofaviy-matritsali usullar qo’shni qo’shilish
yoki UPGMA , hisoblab chiqadigan genetik masofa dan bir nechta ketma-
ketlikdagi hizalamalar , amalga oshirish eng sodda, ammo evolyutsion
modelga murojaat qilmang. Kabi ko’plab ketma-ketlikni tekislash
usullari ClustalW daraxt qurilishining oddiy algoritmlari (ya’ni masofaga
qarab) yordamida daraxtlarni yarating. Maksimal parsimonlik filogenetik
daraxtlarni baholashning yana bir oddiy usuli, ammo evolyutsiyaning yopiq
modelini (ya’ni parsimonlikni) nazarda tutadi. Ning yanada rivojlangan
usullari maqbullik mezonlari ning maksimal ehtimollik , ko’pincha a Bayes
ramkasi va filogenetik daraxtlarni baholashda evolyutsiyaning aniq modelini
qo’llang. Ushbu usullarning ko’pchiligidan foydalangan holda optimal
27

daraxtni aniqlash Qattiq-qattiq , shunday evristik qidirish va optimallashtirish
ma ’ lumotlar mos keladigan oqilona daraxtni aniqlash uchun usullar
daraxtlarni skorlash funktsiyalari bilan birgalikda qo ’ llaniladi .
Daraxtlarni qurish usullarini bir necha mezon asosida baholash
mumkin:
 samaradorlik (javobni hisoblash uchun qancha vaqt ketadi, qancha
xotira kerak?)
 quvvat (bu ma’lumotlardan yaxshi foydalanadimi yoki ma’lumot
isrof bo’ladimi?)
 izchillik (agar har safar bir xil model muammosi uchun har xil
ma’lumotlar berilgan bo’lsa, u bir xil javobga qayta-qayta yaqinlashadimi?)
 mustahkamlik (u asosiy model taxminlarini buzish bilan yaxshi
kurashadimi?)
 qalbakilashtirish (foydalanish yaxshi bo’lmaganda, ya’ni taxminlar
buzilganda bizni ogohlantiradimi?)
Daraxtlarni qurish texnikasi ham matematiklarning e’tiboriga sazovor
bo’ldi. Daraxtlar yordamida ham qurish mumkin.
Belgilangan daraxtlarni bifurkatsiya qilish uchun ildiz otilmagan
daraxtlarning umumiy soni:
Belgilangan bifurkatsiya daraxtlari orasida, ildizi yo’q daraxtlar
soni barglari bilan ildiz otgan daraxtlar soniga teng. Ildizlangan daraxtlar
soni maslahatlar soniga qarab tez o’sib boradi. 10 ta maslahat uchun
ko’proq mumkin bifurkatsiya daraxtlari va ko’p qirrali daraxtlar soni tezroq
o’sib boradi. Ikkinchisining oldingisidan 7 baravar ko’pligi.
Evolyutsion ma’noda, cecaceans boshqa sutemizuvchilar bilan
munosabatlari juda aniq bo’lmagan umurtqali hayvonlar guruhini anglatadi.
Morfologik jihatdan kitlar, delfinlar va boshqa a’zolar boshqa sutemizuvchilarga
deyarli o’xshamaydilar.
28

2.3. Genlarning filogenetik shajarasilarini o’rganish dasturlari.
Birikkan holda irsiylanuvchi bir xromosomada joylashgan genlar majmuiga
birikish gumhi deyiladi. Organizmdagi genlaming birikish guruhi shu organism
xromosomalarining gaploid to’plamiga teng bo’ladi. Jumladan makkajoxorida
(Zea mays) xromosomaning gaploid to’plami va birikish guruhi 10 ga, no’xatda
(Pisumsativum) 7 ga, drozofila mevapashshasida (Drosophila melanogaster) 4
ga, odamda (Homo sapiens) 23 gateng.
Ma’lum birikish guruhga kilqan genlaming joylashish tasviri genetik xarita
deyiladi. Birinchi marotaba genetic xarita 1911 yili A.Stertevant tomonidan X
xromosomada tuzilgan. Genetik xarita tuzish nihoyatda murakkab jarayon bo’lib,
hozircha drozofila, makkajo’xori, no’xat, pomidor, sichqon, neyrospora, ichak
tayoqchasi bakteriyasi, odamning genetic xaritasi tuzilgan. Genetik xarita tuzish
uchun nihoyatda ko’p genlarni irsiylanish tipi o’rganiladi. Chunonchi, drozofila
4 ta birikish guruhidagi 500, makkajo’xorida 10 ta guruhga birikkan 400 ta
genlar, uysichqonida 15 guruhga birikkan 200 ta genlarni irsiylanish tiplari
o’rganilgan. Genetik xaritada organizmning xar bir birikish guruhi alohida
Tasvirlanadi va ularda joylashgan genlaming qisqartirilganliomi, genlar
orasidagi masofa krossingover foizlari natijalariga qarab belgilanadi. Genlar
orasidagi masofani ifodalashda xromosomaning bosh qismi nilokusini nol deb
olinib unga nisbatan genlami krossingover foizlari hisoblanadi. Shuning uchun
genetic xaritada genlami lokusini krossingover miqdorida ifodalashda 50, 100 va
undan ortiq raqamlar uchrashi mumkin.
Yuqorida qaydetilganidek genetic xarita tuzganda belgilami ifoda etuvchi
genlaming bosh harfi yoziladi. Masalan, drozoflla tanasining sariq bolishi
yollow — y, qanotining rudiment bo£lishi rudimentary — r, vertigial - v qanot,
black – b tana, echinus – e ko’zninging liztilidagi oldingi harfl bilan ifodalanadi.
Birinchi marotaba A.Stertevant genlar xromosomada birikkan holda
bo’lganda X xromosomada turli mutatsiyali drozofilalami chatishtirib Fb da
rekombinantlashgan duragay organizmlaming miqdoriga qarab xromosomadagi
genlar joylashishi zchilligini, bir gen bilan qo’shni gen orasidagi masofaga qarab
29

bilish mumkin, degan xulosaga keldi.Odamning genetic xaritasini tuzish XX
asming 70-yillarida boshlangan. Keyingi yillarda yangi tadqiqot metodlarini
qoilash natijasida deyarli barcha xromosomalardagi ko’pchilik genlarning
joylanishi aniqlandi.
Bakteriyalaming genetic xaritasi eukariotlami genetic xaritasidan tubdan
farq qiladi. Ma’lumki mikroorganizmlarda genlar rekombinantlashuvi bir
tomonlama bo’ladi. Jumladan oshqozon tayoqchasi (Escherichia coli)
bakteriyasida irsiy axborot almashinuvi bakteriyalar orasidagi kon’yugatsiya
davrida bir tomonlama sodir bo’ladi. Bakteriyadagi xalqasimon yagona
xromosoma kon’yugatsiya davrida ma’lum bir joydan uzilib ikkinchi bakteriyaga
uzatiladi. Xromosomaning uzatilgan qismining masofasi kon’yugatsiya davrining
vaqti bilan belgilanadi. Kon’yugatsiya qanchalik uzoq davom etsash unchalik bir
xromosomadan ikkinchi xromosomaga irsiy axborot, ya’ni genlar ko’p o’tadi. Shu
sababli bakteriya xalqasimon xromosomasidagi genlar orasidagi masofa vaqt
biriiklari bilan ifodalanadi..
Genetik xaritadan farqli ravishda sitologik xaritada genlarni xromosomadagi
haqiqiy o’miuzunlik birliklarida ifodalanadi. Birinchi bor sitologik xarita drozofila
meva pashshasining so’lak bezlaridan olingan gigant xromosomalarida tuzilgan.
Bu xromosomalaming genetic va sitologik xaritalari taqqoslanganda genlar
joylanish izchilligi bir biri gamosekanligi aniqlandi. Amerikalik olim K.Bridjes
drozofila mevapashshasi ninguchta autosomava X xromosomasining genetic va
sitologik xaritasidagi genlar orasidagi masofani oichab taqqosladi. Bunda genetic
xaritada umumiy masofa 279 krossingover foizini tashkil qilsa, mikroskop ostida
oichanganda bu xromosomalaming tabiiy uzunligi sitologik xaritada 1180 mkm ga
teng boidi. K.Bridjes xromosomalaming tabiiy uzunligini (1180 mkm) genetic
xaritadagi krossingover foizlaridagi uzunligiga (279 krossingover) taqsimlab
krossingover koeffitsient birligi 4,2 teng ekanligini maiumqildi. Shunday qilib
genetic xaritada 1% krossingoverga sitologik xaritada 4,2mkm birlik moskelar
ekan. Jumladan drozofilaning X xromosomasida y va ecgenlari orasidagi masofa
genetic xaritada 5,5% tashkiletadi.
30

Shu genlar orasidagi koeffitsientidan foydalanib hisoblaganimizda ular
o’rtasidagi tabiiy masofa sitologik xaritada 5,5X4,2=23 mkm tashkil qiladi.
Genomika kontekstida anotatsiya – bu DNK ketma-ketligida genlarni va
boshqa ob’ektlarni markirovkalash (nishonlash) jarayonidir. Genomlar annotatsii
birinchi dasturiy tizimi Ouen Uayt (Owen White) tomonidan 1955 yildayoq
yaratilgan edi.
Evolyusion biologiya turlarning kelib chiqish va paydo bo’lishini, ularning
davrlar bo’yicha rivojlanishini o’rganadi. Informatika evolyusiyani o’rganuvchi
biologlarga bir necha jihatlarda yordam beradi:
1) barcha DNKadagi o’zgarishlarni o’rgangan holda ko’p sonli organizmlar
evolyusiyalarini tadqiq qilishda;
2) yanada kompleks evolyusion hodisalarni o’rganish imkonini beruvchi
genomlarni bir-biriga taqqoslashda;
3) populyasiyalar kompyuter modellarini qurishda;
4) ko’p miqdordagi turlar haqida ma’lumotni o’z ichiga oluvchi nashrlarni
kuzatib borishda.
Ekotizimning biologik xilma-xilliklari go’yoki bu bir tomchi suv yoki bir
hovuch tuproq, yoki Er sayyorasining barcha biosferasi kabi barcha tirik turlardan
iborat bo’lgan ma’lum bir muhitning to’la genetik yig’indisi sifatida aniqlanishi
mumkin. Ixtisoslashtirilgan dasturiy ta’minot mahsulotlari qidirish, vizualizatsiya
qilish, axborotni tahlil qilish va eng muhimi, natijalarni boshqa tadqiqotchilar bilan
bo’lishda foydalaniladi.
Hozirgi zamon ilmiy biologik adabiyotida bioinformatika bilan birgalikda
“hisoblash biologiyasi” iborasi ham uchrab turadi. Hisoblash biologiyasi – bu fan
sohasi emas, balki biologik jarayonlarni o’rganish uchun kompyuterlardan
foydalanishga uslubiy yondashuv hisoblanadi. Garchi “hisoblash biologiyasi”
ko’proq algoritmlar va aniq hisoblash usullarini ishlab chiqishlar bilan
shug’ullansada hozircha “bioinformatika” va “hisoblash biologiyasi” iboralaridan
tez-tez ma’nodosh (sinonim) so’zlar sifatida foydalanilmoqda. Hisoblash
biologiyasida foydalaniladigan barcha usullar ya’ni, masalan, garchi biologik
31

vazifalar bilan bog’liq bo’lsada matematik modellashtirish – bu bioinformatika
hisoblanmaydi.
Bundan tashqari matematik biologiya ham mavjud bo’lib, u ham
bioinformatika singari biologik muammolarni echishda ishlatiladi, biroq unda
qo’llaniladigan usullar natijasi son bilan ifodalanmaydi va ularni amalga oshirishda
dasturiy va jihoz ta’minoti talab etilmaydi.
Oqsillar fazoviy tuzilmalarini bashorat qilishda ishlatiladigan algoritm va
dasturlar ishlab chiqish bilan shug’ullanuvchi srukturaviy bioinformatika
boshqalaridan ajralib turadi. Shunday qilib bioinformatika ham anatomiya,
botanika, virusologiya, mikrobiologiya, sitologiya, paleontologiya, fiziologiya va
boshq. kabi biologiya bo’limlari qatoriga qo’shilmoqda.
Genomikabiologiyaning ilmiy tajribalari asosida olingan natijalarni tahlil
qiladi. Olingan ma’lumotlarni tadqiqotchi ma’lumotlar bazasida mavjud bo’lgan
barcha to’plamlar bilan solishtiradi. Bordiyu, u o’zi aniqlagan ketma-ketlikni
ma’lumotlar bazasidan topa olmasa bunda u bu ma’lumotni shu joyga kiritib
qo’yadi va bu bilan bazani yanada boyitadi. Ma’lumotlar bazasi funksiyalariga
saqlash, tizimlashtirish, axborotlarni yangilab turish unga kirish huquqi bilan
ta’minlashlar kiradi. Bu operatsiyalar esa katta qudratlardagi kompyuterlarni talab
qiladi.
32

Xulosa
1.Birikkan holda irsiylanuvchi bir xromosomada joylashgan genlar
majmuiga birikish gumhi deyiladi. Organizmdagi genlaming birikish guruhi shu
organizm xromosomalarining gaploid to’plamiga teng bo’ladi.. Genetik xarita
tuzishni hoyatda murakkab jarayon bo’lib, hozircha drozofila, makkajo’xori,
no’xat, pomidor, sichqon, neyrospora, ichak tayoqchasi bakteriyasi, odamning
genetik xaritasi tuzilgan.
2.Genetik xaritadan farqli ravishda sitologik xaritada genlarni
xromosomadagi haqiqiy o’miuzunlik birliklarida ifodalanadi. Birinchi bor
sitologik xarita drozofila mevapashshasining so’lak bezlaridan olingan gigant
xromosomalarida tuzilgan. Bu xromosomalaming genetik va sitologik xaritalari
taqqoslanganda genlar joylanish izchilligi bir biri gamosekanligi aniqlandi.
Amerikalik olim K.Bridjes drozofila meva pashshasining uchta autosomava X
xromosomasining genetik va sitologik xaritasidagi genlar orasidagi masofani
o’lchab taqqosladi.
3.Genetik xaritada organizmning xar bir birikish guruhi alohida
Tasvirlanadi va ularda joylashgan genlaming qisqartirilganliomi, genlar
orasidagi masofa krossingover foizlari natijalariga qarab belgilanadi. Genlar
orasidagi masofani ifodalashda xromosomaning bosh qismini lokusini nol deb
olinib unga nisbatan genlami krossingover foizlari hisoblanadi. Shuning uchun
genetik xaritada genlami lokusini krossingover miqdorida ifodalashda 50, 100 va
undan ortiq raqamlar uchrashi mumkin.
Bundan tashqari, tahlilni bitta xarakterga, masalan, bitta belgiga
asoslangan holda, muammolar mavjud gen yoki oqsil yoki faqat morfologik
tahlilda, chunki boshqa bir-biriga bog’liq bo’lmagan ma’lumot manbasidan
qurilgan bunday daraxtlar ko’pincha birinchisidan farq qiladi va shuning
uchun turlar orasidagi filogenetik munosabatlarni keltirib chiqarishda juda
ehtiyot bo’lish kerak. Bu lateral gen uzatilishiga ta’sir qiladigan genetik
materialga nisbatan eng to’g’ri va rekombinatsiya , qaerda
boshqacha haplotip bloklar turli xil tarixga ega bo’lishi mumkin.
33

Ushbu turdagi tahlillarda bitta genning filogenetik tahlilining natijaviy
daraxti gen fileneni emas, balki gen filogeniyasi (ya’ni gen daraxti) ning
bahosi hisoblanadi. taksonlar (ya’ni turlar daraxti), bu belgilar tanlangan,
ammo ideal ravishda ikkalasi ham juda yaqin bo’lishi kerak. Shu sababli,
jiddiy filogenetik tadqiqotlar odatda turli xil genomik manbalardan (masalan,
mitoxondriyal yoki plastiddan yadro genomlaridan) kelib chiqadigan
genlarning kombinatsiyasidan foydalanadi, [2 5 ]
yoki turli xil selektiv rejimlar
ostida rivojlanishi kutilgan genlar, shuning uchun gomoplaziya
(yolg’on homologiya ) tabiiy tanlanish natijasida yuzaga kelishi ehtimoldan
yiroq emas.
Yo’qolib ketgan turlar sifatida kiritilgan bo’lsa terminal
tugunlari tahlilda (masalan, ichki tugunlarni cheklash o’rniga), ular har
qanday mavjud turlarning to’g’ridan-to’g’ri ajdodlari vakili emas deb
hisoblanadi. Yo’qolib ketgan turlar odatda yuqori sifatli narsalarni o’z ichiga
olmaydi DNK .
Ekstraktsiya va ketma-ketlik texnologiyalari yutuqlari bilan foydali
DNK materiallari doirasi kengaytirildi. Kichikroq bo’laklardan yoki DNK
degradatsiyasi mahsulotlarining fazoviy naqshlaridan ketma-ketliklar
chiqarishga qodir texnologiyalarni ishlab chiqish foydali deb hisoblangan
DNKning doirasini yanada kengaytiradi.
Filogenetik daraxtlarga boshqa ma’lumotlar turlari, shu jumladan
morfologiya, genlarning ayrim turlarining mavjudligi yoki yo’qligi,
qo’shilish va o’chirish hodisalari va boshqa har qanday kuzatish evolyutsion
signalni kiritish mumkin.
Filogenetik tarmoqlar bifurkatsiya qilingan daraxtlar mos bo’lmagan
hollarda qo’llaniladi, chunki bu asoratlar tufayli namuna olingan
organizmlarning retikulyatsion evolyutsion tarixini ko’rsatadi.
34

Foydalanilgan adabiyotlar:
1. Voez, Karl R. "Umumjahon filogenetik daraxtni talqin qilish." Amerika
Qo’shma Shtatlari Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari. Milliy fanlar
akademiyasi, 2000 yil 18 iyul. Internet. 2017 yil 03 aprel.
2. Xoll, Barri G. "Molekulyar ma’lumotlardan filogenetik daraxtlarni
MEGA yordamida qurish." Molekulyar biologiya va evolyutsiya. Oksford
universiteti matbuoti, 12 -mart, 2013. Veb. 2017 yil 03 aprel
3. Davron Baum, "Reading a Phylogenetic Tree: The Meaning of
Monophyletic Groups," Nature Education 1, no. 1 (2008):
190, http://www.nature.com/scitable/topicpage/reading-a-phylogenetic-tree-the-
meaning-of-41956 .
4. "Building the Tree." Understanding Evolution. Accessed July 5,
2016. http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/evo_08 (Yangi oynada
ochiladi) .
5. ohn. W. Kimball, "Taxonomy: Classifying Life," Kimball’s Biology
Pages, last modified December 16,
2013, http://www.biology-pages.info/T/Taxonomy.html .
6. Jack R. Holt, "Polytomy," Dictionary of Terms,ast revised January 2,
2009, http://comenius.susqu.edu/biol/202/dictionary%20of%20terms/p/polyto
7. Reproductive Isolation," Wikipedia, last modified June 5,
2016, https://en.wikipedia.org/wiki/Reproductive_isolation .
8. Monica Rodriguez, "Why Can’t Mules Breed?" Stanford at the Tech:
Understanding Genetics, accessed June 26,
2016, http://genetics.thetech.org/ask/ask225 .
9. Olivia Judson, "All Hail the Apple Maggot!" The New York Times, last
modified November 18, 2008,
http://opinionator.blogs.nytimes.com/2008/11/18/all-hail-the-apple-
maggot/?_r=0 .
10. https://hozir.org/filogenetik-guruhlar-evolyutsiyasi-filogenez-shakillari-
va-evo.html
35

11. https://uz.khanacademy.org/science/biology/her/tree-of-life/a/building-
an-evolutionary-tree
12. https://uz.khanacademy.org/science/biology/her/tree-of-life/a/species-
speciation
13. https://hujayra.uz/filogenetik-daraxt-qanday-quriladi/
14. https://studfile.net/preview/17089241/page:2/
36

ILOVA
1 – ilova
2 – ilova
37

3– ilova
4– ilova
38

FILOGENETIK SHAJARALAR

Sotib olish