Fylogenetiikka on biologian osa, joka tutkii organismien välisiä evoluutiosuhteita. Vuosien varrella todisteita lajien välisistä yhteyksistä ja kuvioista on kerätty morfologisten ja molekyyligeenitietojen avulla. Evoluutiobiologit kokoavat nämä tiedot kaavioiksi, joita kutsutaan filogeneettisiksi puiksi tai kladogrammeiksi, jotka edustavat visuaalisesti, miten elämä liittyy, ja esittelee aikajanan evoluutiohistorialle eliöt.
Fylogeneettinen puu näyttää peräkkäin haarautuvalta puulta, aloittaen yhdestä yhteisestä oksasta ja hajoamalla sitten useammaksi oksaksi, jotka myöhemmin hajoavat edelleen useammiksi oksiksi. Haarojen kärjet edustavat nykypäivän taksoneita tai lajeja. Työskentelemällä taaksepäin lajeilla, joilla on yhteinen ”solmu” tai yhteinen haara, on yhteinen esi-isä kyseisessä solmussa. Siksi mitä kauemmas taaksepäin menet kohti puun päähaaraa, sitä pidemmälle taaksepäin siirryt evoluutiohistorian läpi. Päinvastoin, kaikki haarat, jotka ovat peräisin yhteisestä solmusta, ovat kyseisen lajin jälkeläisiä.
Fylogeneettisen puun ymmärtäminen
Evoluutiobiologi luo filogeneettisen puun vertaamalla spesifisiä geeni-DNA-sekvenssejä ja morfologisia tai fyysisiä piirteitä organismiryhmissä ja niiden välillä. Kun sukulinjat kehittyvät ajan myötä, periytyvät mutaatiot johtavat erilaisiin evoluutioreitteihin ja luovat erilaisia lajeja, joista jotkut ovat läheisemmin sukulaisia kuin toiset.
Lajien väliset suhteet
Fylogeneettiset puut ovat erittäin hyödyllisiä kuvattaessa tietoa olemassa olevien eläinten evoluutio-suhteista. He voivat vastata esimerkiksi seuraaviin kysymyksiin: "Onko käärme läheisemmässä määrin kilpikonna vai krokotiili?" Näiden lajien filogeneettisen puun mukaan Meksikon yliopistossa käärmeet ovat lähempänä krokotiileja, koska niiden oksat yhtyvät yhteen solmuun, mikä osoittaa, että heillä on yksi yhteinen esi-isä. Kilpikonnan haara on kuitenkin kahden solmun päässä, kaksi esi-isää takaisin. Fylogeneettiset puut vaikuttavat myös voimakkaasti taksonomian alaan tai nykyisten lajien luokitteluun. Luultavasti tunnetuin käytetty luokitusmenetelmä perustuu Linnaean-järjestelmään, jossa organismit määritetään valtakunnalle, suvulle, luokalle, järjestykselle, perheelle, suvulle ja lajille. Tämä järjestelmä ei ole evoluutio-pohjainen, joten biologit alkavat käyttää filogeneettistä luokittelujärjestelmää, joka perustuu filogeneettisten puiden edustamiin ryhmiin tai padeihin.
Yhteinen syntyperä ja piirteet
Fylogeneettinen puu voi auttaa jäljittämään lajin takaisin evoluutiohistoriaan, alas puun oksiin, ja löytämään niiden yhteisen syntyperän matkan varrella. Ajan myötä sukutaulu saattaa säilyttää joitain esi-isänsä piirteitä, mutta sitä myös muokataan mukautumaan muuttuvaan ympäristöön. Puut tunnistavat myös tiettyjen piirteiden alkuperän tai kun tietty ominaisuus organismiryhmässä esiintyi ensimmäisen kerran. Meksikon yliopisto tarjoaa esimerkin valaan liittyvien ominaisuuksien alkuperästä. Fylogeneettisen puun mukaan valaat ja heidän sukulaisensa (valaat) ovat läheisessä yhteydessä a ryhmä, joka sisältää lehmän ja peuran (artiodaktyylit), mutta vain valailla on pitkä torpedon muotoinen runko. Siksi päätellään, että tämä ominaisuus ilmestyi oksalle sen jälkeen, kun valaat ja artiodaktyylit poikkesivat yhteisestä esi-isästä. Fylogeneettiset puut tunnistivat myös, että linnut ovat dinosaurusten jälkeläisiä tiettyjen yleisten fyysisten ominaisuuksien, kuten lonkan luiden ja kallojen, perusteella.