Os biólogos costumam descrever as relações entre as espécies na forma de uma árvore ramificada, onde cada nó na árvore indica um ponto no tempo em que uma nova espécie emergiu através do processo de evolução. Descobrir como as espécies se relacionam entre si e quem evoluiu de quem pode ser uma tarefa complexa. Um dos princípios mais importantes que os biólogos usam ao desenhar essas chamadas árvores filogenéticas é o princípio da parcimônia.
O princípio da parcimônia argumenta que a mais simples das explicações concorrentes é a mais provável de ser correta. Desenvolvida pelo lógico do século XIV Guilherme de Ockam, a teoria também é conhecida como Navalha de Occam.
Os biólogos usam o princípio da parcimônia ao desenhar árvores filogenéticas. Para desenhar uma árvore filogenética, você deve primeiro determinar quais espécies em um grupo são mais estreitamente relacionadas entre si. Os biólogos geralmente comparam o DNA ou as características físicas das espécies do grupo e procuram por diferenças. O princípio da parcimônia aplicado à biologia diz que a árvore filogenética que requer o menor número de mudanças evolutivas é aquela que você deve presumir que está correta.
O exemplo mais simples envolve uma característica física como penas. Digamos que você esteja comparando três espécies chamadas A, B e C; A e B têm penas e C não. Com base no princípio da parcimônia, você concluiria que as duas espécies com penas são mais estreitamente relacionadas (ou seja, compartilham um ancestral comum mais recente), uma vez que, nesse caso, a característica pena só precisaria ter evoluído uma vez. A alternativa implicaria que um ancestral comum deu origem a A e a outra espécie que agora se tornou o ancestral comum de C e B. Nesse caso, o traço pena precisaria ter evoluído duas vezes; o princípio da parcimônia argumentaria que esta não é a história correta.
Para criar as árvores filogenéticas mais parcimoniosas, os biólogos geralmente levam em consideração várias características e sequências de DNA de vários genes. Se apenas algumas espécies estiverem envolvidas, você pode fazer essa análise a olho nu; mas à medida que o número de espécies cresce, também aumenta o número de árvores evolucionárias possíveis que poderiam conectá-las a todas. Determinar a árvore correta com base na parcimônia pode rapidamente se tornar um problema muito complicado. Hoje em dia, os biólogos costumam usar algoritmos de computador que classificam rapidamente um grande número de árvores possíveis e atribuem a cada uma uma pontuação com base em quantas mudanças evolutivas seriam necessárias.
O princípio da parcimônia é uma suposição que provavelmente é verdadeira para a maioria das situações, mas nem sempre precisa ser verdadeira. É possível que a verdadeira história evolutiva de um grupo de espécies não seja aquela que envolveu menos mudanças - porque a evolução nem sempre é parcimoniosa. Outra abordagem para determinar relacionamentos é a chamada análise de máxima verossimilhança, que usa análise estatística para determinar qual árvore evolutiva é mais provável ou mais provável. Tanto a parcimônia quanto a probabilidade máxima têm seus próprios defensores e críticos.