מה אומר לך העץ הפילוגנטי על יחסי האבולוציה של בעלי חיים?

פילוגנטיקה היא ענף של ביולוגיה החוקרת את היחסים האבולוציוניים בין אורגניזמים. במהלך השנים נאספו עדויות התומכות בקשרים ודפוסים בין מינים באמצעות נתונים גנטיים מורפולוגיים. ביולוגים אבולוציוניים מרכיבים את הנתונים הללו לדיאגרמות הנקראות עצים פילוגנטיים, או קלדוגרמות מייצגים חזותית את האופן שבו החיים קשורים, ומציגים ציר זמן להיסטוריה האבולוציונית של אורגניזמים.

עץ פילוגנטי נראה כמו עץ ​​מסתעף ברצף, החל מענף משותף אחד, ואז מתפצל לענפים נוספים אשר לאחר מכן מתפצלים עוד יותר לענפים נוספים. קצות הענפים מייצגים מוניות או מינים של ימינו. עבודה אחורה, מינים שחולקים "צומת", או ענף משותף, חולקים אב קדמון בצומת זה. לכן, ככל שאתה הולך אחורה לעבר הענף הראשי של העץ, כך אתה נע אחורה בהיסטוריה האבולוציונית. לעומת זאת, כל ענפים שמקורם בצומת משותף הם צאצאים מאותו המין.

ביולוג אבולוציוני יוצר עץ פילוגנטי על ידי השוואת רצפי DNA גנטיים ספציפיים ותכונות מורפולוגיות, או פיזיות, בתוך קבוצות אורגניזמים וביניהן. ככל ששושלות מתפתחות לאורך זמן, מוטציות תורשתיות גורמות לנתיבים אבולוציוניים שונים, ויוצרים קבוצות שונות של מינים, חלקן קרובות יותר מאחרות.

עצים פילוגנטיים מועילים ביותר בתיאור מידע על היחסים האבולוציוניים בין בעלי חיים קיימים. הם יכולים לענות על שאלות כמו, "האם נחש קשור יותר לצב או לתנין?" על פי עץ פילוגנטי ממינים אלה מ באוניברסיטת מקסיקו, נחשים קרובים יותר לתנינים, מכיוון שענפיהם מתכנסים בצומת אחד, מה שמעיד שהם חולקים משותף אחד אָב קַדמוֹן. עם זאת, ענף צב נמצא במרחק של שני צמתים, שני אבות קדמיים. עצים פילוגנטיים תורמים מאוד לתחום הטקסונומיה, או לסיווג המינים הנוכחיים. ככל הנראה שיטת הסיווג המוכרת ביותר בה משתמשים מבוססת על המערכת הלינאית, תוך הקצאת אורגניזמים לממלכה, פילום, מעמד, סדר, משפחה, סוג ומין. מערכת זו אינה מבוססת על אבולוציה, ולכן ביולוגים מתחילים להשתמש במערכת סיווג פילוגנטית המבוססת על קבוצות, או עלות, המיוצגות על ידי העצים הפילוגנטיים.

עץ פילוגנטי יכול לעזור להתחקות אחר מין דרך ההיסטוריה האבולוציונית, לאורך ענפי העץ, ולאתר את מוצאם המשותף בדרך. לאורך זמן, שושלת עשויה לשמור על כמה מתכונות אבותיהם, אך תשתנה גם כך שתתאים לסביבה המשתנה. עצים מזהים גם את מקורן של תכונות מסוימות, או מתי הופיעה לראשונה תכונה מסוימת בקבוצת אורגניזמים. אוניברסיטת מקסיקו מספקת דוגמא למקור התכונות הנוגעות לוויתן. על פי העץ הפילוגנטי, לווייתנים וקרובי משפחתם (חיות ים) קשורים קשר הדוק עם קבוצה המכילה את הפרה והצבי (artiodactyls), אך רק ללווייתנים צורת טורפדו ארוכה גוּף. לכן מסיקים כי תכונה זו הופיעה על הענף לאחר שלוויתנים וארדיודקטילים סטו מאב קדמון משותף שלהם. עצים פילוגנטיים גם זיהו כי ציפורים צאצאים לדינוזאורים על סמך תכונות פיזיות נפוצות מסוימות כמו עצמות הירך וגולגולותיהם.