Fylogenetica is een tak van de biologie die de evolutionaire relaties tussen organismen bestudeert. In de loop der jaren is er bewijs verzameld dat de verbanden en patronen tussen soorten ondersteunt door middel van morfologische en moleculair genetische gegevens. Evolutionaire biologen verzamelen deze gegevens in diagrammen die fylogenetische bomen worden genoemd, of cladogrammen, die: geeft visueel weer hoe het leven gerelateerd is, en presenteert een tijdlijn voor de evolutionaire geschiedenis van organismen.
Een fylogenetische boom ziet eruit als een sequentieel vertakte boom, beginnend met één gemeenschappelijke tak, die zich vervolgens splitst in meer takken die vervolgens nog verder uiteenlopen in meer takken. De toppen van de takken vertegenwoordigen de huidige taxa of soorten. Achterwaarts werkend, soorten die een "knooppunt" of gemeenschappelijke tak delen, delen een voorouder op dat knooppunt. Daarom, hoe verder je teruggaat naar de hoofdtak van de boom, hoe verder je teruggaat door de evolutionaire geschiedenis. Omgekeerd zijn alle takken die afkomstig zijn van een gemeenschappelijk knooppunt afstammelingen van die soort.
De fylogenetische boom begrijpen
Een evolutionair bioloog maakt een fylogenetische boom door specifieke gen-DNA-sequenties en morfologische of fysieke eigenschappen binnen en tussen groepen organismen te vergelijken. Naarmate afstammingslijnen in de loop van de tijd evolueren, resulteren erfelijke mutaties in divergerende evolutionaire paden, waardoor verschillende groepen soorten ontstaan, sommige nauwer verwant dan andere.
Relaties tussen soorten
Fylogenetische bomen zijn uiterst nuttig bij het weergeven van informatie over de evolutionaire relaties tussen bestaande dieren. Ze kunnen vragen beantwoorden als: "Is een slang nauwer verwant aan een schildpad of een krokodil?" Volgens een fylogenetische boom van deze soorten uit de Universiteit van Mexico, staan slangen dichter bij krokodillen, omdat hun takken samenkomen in een enkele knoop, wat aangeeft dat ze één gemeenschappelijke Voorouder. De tak van een schildpad is echter twee knopen verwijderd, twee voorouders terug. Fylogenetische bomen dragen ook sterk bij aan de taxonomie, oftewel de classificatie van huidige soorten. Waarschijnlijk de meest bekende classificatiemethode die wordt gebruikt, is gebaseerd op het Linnaean-systeem, waarbij organismen worden toegewezen aan een koninkrijk, phylum, klasse, orde, familie, geslacht en soort. Dit systeem is niet op evolutie gebaseerd, dus beginnen biologen een fylogenetisch classificatiesysteem te gebruiken op basis van groepen, of clades, vertegenwoordigd door de fylogenetische bomen.
Gemeenschappelijke voorouders en eigenschappen
Een fylogenetische boom kan helpen een soort terug te traceren door de evolutionaire geschiedenis, langs de takken van de boom, en onderweg hun gemeenschappelijke voorouders te lokaliseren. Na verloop van tijd kan een afstamming enkele van hun voorouderlijke kenmerken behouden, maar zal ook worden aangepast om zich aan te passen aan de veranderende omgeving. Bomen identificeren ook de oorsprong van bepaalde eigenschappen, of wanneer een bepaalde eigenschap in een groep organismen voor het eerst verscheen. De Universiteit van Mexico geeft een voorbeeld van de oorsprong van eigenschappen met betrekking tot de walvis. Volgens de fylogenetische boom zijn walvissen en hun verwanten (walvisachtigen) nauw verwant aan a groep die de koe en herten bevat (artiodactylen), maar alleen walvissen hebben een lange torpedovormige lichaam. Daarom wordt geconcludeerd dat die eigenschap op de tak verscheen nadat walvissen en artiodactylen afweken van hun gemeenschappelijke voorouder. Fylogenetische bomen identificeerden ook dat vogels afstammelingen zijn van dinosaurussen op basis van bepaalde gemeenschappelijke fysieke eigenschappen zoals hun heupbeenderen en schedels.