A filogenetika a biológia egyik ága, amely a szervezetek közötti evolúciós kapcsolatokat tanulmányozza. Az évek során morfológiai és molekuláris genetikai adatok révén bizonyítékokat gyűjtöttek a fajok közötti kapcsolatokról és mintázatokról. Az evolúciós biológusok ezeket az adatokat filogenetikus fáknak vagy kladogramoknak nevezett diagramokba állítják össze, amelyek vizuálisan ábrázolják, hogyan kapcsolódik az élet, és egy ütemtervet mutat be az evolúció történetéhez élőlények.
A filogenetikai fa úgy néz ki, mint egy szekvenciálisan elágazó fa, kezdve egy közös ággal, majd több ágra szakadva, amelyek ezt követően még több ágra változnak. Az ágak hegyei a mai taxonokat vagy fajokat képviselik. Visszafelé haladva azok a fajok, amelyeknek „csomópontja” vagy közös elágazása van, osztoznak az ősökkel ezen a csomóponton. Ezért minél hátrább haladsz a fa fő ága felé, annál hátrább haladsz az evolúciós történelem során. Ezzel szemben bármely ág, amely egy közös csomópontból származik, az adott faj leszármazottja.
A filogenetikai fa megértése
Az evolúciós biológus filogenetikus fát hoz létre azáltal, hogy összehasonlítja a specifikus gén DNS-szekvenciákat és a morfológiai vagy fizikai tulajdonságokat az organizmuscsoportokon belül és között. Ahogy a törzsek az idők folyamán fejlődnek, az öröklődő mutációk eltérő evolúciós utakat eredményeznek, különböző fajcsoportokat hozva létre, amelyek némelyike szorosabban kapcsolódik egymáshoz.
A fajok közötti kapcsolatok
A filogenetikai fák rendkívül hasznosak a létező állatok közötti evolúciós kapcsolatokról szóló információk ábrázolásában. Ilyen kérdésekre válaszolhatnak: „a kígyó szorosabban kapcsolódik-e egy teknőshöz vagy egy krokodilhoz?” E fajok filogenetikai fája szerint a a mexikói egyetemen a kígyók közelebb vannak a krokodilokhoz, mivel ágaik egyetlen csomópontban összefognak, jelezve, hogy egy közös ős. Egy teknős ága azonban két csomópontra van, két ős hátra van. A filogenetikai fák szintén jelentősen hozzájárulnak a taxonómia területéhez, vagy a jelenlegi fajok osztályozásához. Valószínűleg a legismertebb alkalmazott osztályozási módszer a Linnéi-rendszeren alapul, amely organizmusokat rendel egy királysághoz, törzshöz, osztályhoz, rendhez, családhoz, nemzetséghez és fajhoz. Ez a rendszer nem evolúciós alapú, ezért a biológusok filogenetikai osztályozási rendszert alkalmaznak, amely a filogenetikai fák által képviselt csoportokon vagy kládokon alapszik.
Közös ősök és tulajdonságok
A filogenetikai fa segíthet egy faj visszavezetésében az evolúciós történelemben, a fa ágain, és útközben megkeresheti közös ősöket. Az idő múlásával a származás megtarthatja néhány ősi tulajdonságát, de módosul a változó környezethez való alkalmazkodás érdekében is. A fák szintén meghatározzák bizonyos tulajdonságok eredetét, vagy amikor egy organizmuscsoportban egy bizonyos tulajdonság először megjelent. A Mexikói Egyetem példát mutat be a bálnával kapcsolatos tulajdonságok eredetére. A filogenetikai fa szerint a bálnák és rokonai (cetfélék) szoros kapcsolatban állnak az a a tehenet és az őzet (artiodactylokat) tartalmazó csoport, de csak a bálnák hosszú torpedó alakúak test. Ezért arra a következtetésre jutottak, hogy ez a tulajdonság azután jelent meg az ágon, hogy a bálnák és artiodaktilok eltérnek közös őstől. A filogenetikai fák azt is megállapították, hogy a madarak bizonyos közös fizikai tulajdonságok, például csípőcsontok és koponyák alapján a dinoszauruszok leszármazottai.