Биологи часто изображают отношения между видами в виде ветвистого дерева, где каждый узел в дереве указывает момент времени, когда новый вид появился в процессе эволюция. Выяснить, как виды связаны друг с другом и кто от кого произошел, может оказаться сложной задачей. Один из важнейших принципов, которые биологи используют при рисовании этих так называемых филогенетических деревьев, - это принцип экономии.
Принцип экономности утверждает, что простейшее из конкурирующих объяснений наиболее вероятно будет правильным. Теория, разработанная логиком 14 века Уильямом Оккамом, также известна как бритва Оккама.
Биологи используют принцип экономии при рисовании филогенетических деревьев. Чтобы нарисовать филогенетическое дерево, вы должны сначала определить, какие виды в группе наиболее тесно связаны друг с другом. Биологи обычно сравнивают ДНК или физические характеристики видов в группе и ищут различия. Принцип экономии в применении к биологии гласит, что филогенетическое древо, требующее наименьшего количества эволюционных изменений, - это то, что вы должны считать правильным.
Самый простой пример связан с такой физической характеристикой, как перья. Допустим, вы сравниваете три вида под названием A, B и C; У A и B есть перья, а у C - нет. Основываясь на принципе экономности, можно заключить, что два вида с перьями более тесно связаны между собой. (т. е. иметь более позднего общего предка), поскольку в этом случае черта пера должна была развиться только однажды. Альтернатива будет означать, что общий предок дал начало A и другому виду, который теперь стал общим предком C и B. В этом случае черта пера должна развиться дважды; принцип бережливости утверждает, что это неверная история.
Чтобы создать наиболее экономные филогенетические деревья, биологи обычно принимают во внимание множественные характеристики и последовательности ДНК из множества генов. Если задействовано всего несколько видов, вы можете провести этот анализ на глаз; но по мере того, как растет количество видов, растет и количество возможных эволюционных деревьев, которые могли бы соединить их все. Определение правильного дерева на основе экономии может быстро превратиться в очень сложную проблему. В настоящее время биологи часто используют компьютерные алгоритмы, которые быстро сортируют большое количество возможных деревьев и присваивают каждому балл в зависимости от того, сколько эволюционных изменений для этого потребуется.
Принцип экономности - это предположение, которое, вероятно, верно для большинства ситуаций, но не всегда должно быть верным. Возможно, что реальная эволюционная история группы видов не связана с наименьшим количеством изменений, потому что эволюция не всегда бывает скупой. Другой подход к определению взаимосвязей - это так называемый анализ максимального правдоподобия, который использует статистический анализ для определения того, какое эволюционное дерево является наиболее вероятным или наиболее вероятным. И у бережливости, и у максимума правдоподобия есть свои сторонники и критики.