Filogenetica este o ramură a biologiei care studiază relațiile evolutive dintre organisme. De-a lungul anilor, dovezile care susțin conexiunile și tiparele dintre specii au fost adunate prin date genetice morfologice și moleculare. Biologii evolutivi compilează aceste date în diagrame numite copaci filogenetici sau cladograme, care reprezintă vizual modul în care este legată viața și prezintă o cronologie pentru istoria evoluției organisme.
Un copac filogenetic arată ca un copac care se ramifică secvențial, începând cu o ramură comună, apoi împărțindu-se în mai multe ramuri care ulterior diferă și mai mult în mai multe ramuri. Vârfurile ramurilor reprezintă taxoni sau specii actuale. Lucrând înapoi, speciile care au un „nod” sau ramură comună, împărtășesc un strămoș la acel nod. Prin urmare, cu cât vă îndreptați mai departe spre ramura principală a copacului, cu atât vă deplasați în spatele istoriei evolutive. Dimpotrivă, orice ramură care provine dintr-un nod comun este descendentă a acestei specii.
Înțelegerea arborelui filogenetic
Un biolog evolutiv creează un arbore filogenetic prin compararea secvențelor specifice ADN ale genelor și a trăsăturilor morfologice sau fizice din și între grupurile de organisme. Pe măsură ce filiațiile evoluează în timp, mutațiile moștenite au ca rezultat căi evolutive divergente, creând diferite grupuri de specii, unele mai strâns legate decât altele.
Relațiile dintre specii
Arborii filogenetici sunt extrem de utili în descrierea informațiilor despre relațiile evolutive dintre animalele existente. Ei pot răspunde la întrebări de genul „este un șarpe mai strâns legat de o broască țestoasă sau de un crocodil?” Conform unui arbore filogenetic al acestor specii din la Universitatea din Mexic, șerpii sunt mai aproape de crocodili, deoarece ramurile lor converg într-un singur nod, indicând că au un singur strămoş. Cu toate acestea, ramura unei broaște țestoase este la doi noduri distanță, doi strămoși înapoi. Arborii filogenetici contribuie de asemenea puternic la domeniul taxonomiei sau la clasificarea speciilor actuale. Probabil cea mai familiară metodă de clasificare utilizată se bazează pe sistemul linean, atribuind organisme unui regat, filum, clasă, ordine, familie, gen și specie. Acest sistem nu este bazat pe evoluție, astfel încât biologii încep să folosească un sistem de clasificare filogenetică bazat pe grupuri sau clade, reprezentate de copacii filogenetici.
Ascendențe și trăsături comune
Un copac filogenetic poate ajuta la urmărirea unei specii înapoi prin istoria evoluției, în josul ramurilor copacului și la localizarea strămoșilor lor comuni pe parcurs. De-a lungul timpului, o filiație poate păstra unele dintre trăsăturile lor ancestrale, dar va fi, de asemenea, modificată pentru a se adapta la mediul în schimbare. Copacii identifică, de asemenea, originea anumitor trăsături sau când a apărut pentru prima dată o anumită trăsătură dintr-un grup de organisme. Universitatea din Mexic oferă un exemplu al originii trăsăturilor legate de balenă. Conform arborelui filogenetic, balenele și rudele acestora (cetacee) sunt strâns legate de a grup care conține vaca și căprioara (artiodactili), dar numai balenele au o formă torpilă lungă corp. Prin urmare, se concluzionează că acea trăsătură a apărut pe ramură după ce balenele și artiodactilii s-au îndepărtat de strămoșul lor comun. Copacii filogenetici au identificat, de asemenea, că păsările sunt descendente ale dinozaurilor pe baza anumitor trăsături fizice comune, cum ar fi oasele șoldului și craniile.