Cladogram per ciò che funziona, Differenza con albero filogenetico ed esempi

un Cladogramma è un diagramma o una struttura ramificata delle caratteristiche condivise da un gruppo di organismi, che rappresenta la storia evolutiva più probabile della discendenza. La ricostruzione viene eseguita seguendo la metodologia proposta dal biologo Willi Hennig.

I cladogramas sono caratterizzati perché raggruppano i taxa in base alle loro sinapomorfie o caratteri derivati ​​che sono di carattere condiviso.

indice

• 1 A cosa serve?
• 2 Come è fatto?
  • 2.1 omologie
  • 2.2 Caratteri primitivi e derivati ​​condivisi
• 3 scuole di classificazione: cladismo
  • 3.1 Principio della parsimonia
• 4 Differenze tra cladogrammi e alberi filogenetici
• 5 esempi
  • 5.1 Amnioti
  • 5.2 Scimmie
• 6 riferimenti

A cosa serve?

I cladogrammi consentono di visualizzare le relazioni filogenetiche tra un gruppo o gruppi di organismi di interesse.

Nella biologia evolutiva, questi diagrammi rendono possibile l'elaborazione di alberi filogenetici e, quindi, ricostruiscono la storia evolutiva di un gruppo, contribuendo a definire la loro classificazione e le gamme tassonomiche.

Inoltre, aiuta a chiarire i meccanismi evolutivi esaminando il modo in cui gli organismi cambiano nel tempo, la direzione di questo cambiamento e la frequenza con cui lo fanno.

Come è fatto?

Uno degli obiettivi principali dei biologi evoluzionisti è trovare la posizione della specie nell '"albero della vita". Per raggiungere questo obiettivo, analizzano caratteristiche diverse negli organismi, siano essi morfologici, ecologici, etologici, fisiologici o molecolari.

Le caratteristiche morfologiche degli individui sono state ampiamente utilizzate per stabilire la loro classificazione; tuttavia, arriva un punto in cui non sono abbastanza per discriminare su specifici rami dell'albero. In questo caso, gli strumenti molecolari aiutano a discernere queste relazioni.

Una volta scelto il personaggio, le ipotesi di relazioni di parentela tra le specie di interesse sono costruite e rappresentate schematicamente.

In questo diagramma le ramificazioni rappresentano ipotetici antenati in cui si è verificato un evento di cladogenesi o separazione dei lignaggi evolutivi. Alla fine di ogni ramo sono collocati ciascuno dei taxa che sono stati inclusi nell'analisi iniziale, se specie, generi, tra gli altri.

omologie

Per stabilire le relazioni tra un gruppo di organismi, è necessario utilizzare caratteri omologhi; cioè, due caratteristiche che condividono un antenato in comune. Un personaggio è considerato un omologo se acquisisce il proprio stato attuale per eredità diretta.

Ad esempio, le estremità superiori di umani, cani, uccelli e balene sono omologhe l'una all'altra. Sebbene svolgano funzioni diverse ea prima vista sembrano molto diverse, il modello strutturale delle ossa è lo stesso nei gruppi: hanno tutti un omero, seguito dal raggio e dall'ulna.

Al contrario, le ali di pipistrelli e uccelli (questa volta dipendono dalla struttura per volare) non sono omologhe perché non hanno acquisito queste strutture tramite l'ereditarietà diretta. L'antenato comune di questi vertebrati volanti non aveva ali ed entrambi i gruppi lo acquistarono in modo convergente.

Se vogliamo dedurre le relazioni filogenetiche, questi caratteri non sono utili perché, sebbene siano simili, non indicano adeguatamente la discendenza comune degli organismi.

Caratteri primitivi e derivati ​​condivisi

Ora, un personaggio omologo di tutti i mammiferi è la spina dorsale. Tuttavia, questa struttura non serve a differenziare i mammiferi da altri taxa, perché altri gruppi - come pesci e rettili - possiedono la spina dorsale. Nel linguaggio cladista questo tipo di carattere è chiamato carattere condiviso primitivo o simbologia semplice.

Se vogliamo stabilire relazioni filogenetiche tra i mammiferi usando la colonna vertebrale come criterio, non possiamo arrivare a conclusioni attendibili.

Nel caso dei capelli, è un personaggio condiviso da tutti i mammiferi che non esiste in altri gruppi di vertebrati. Pertanto, è un carattere derivativo condiviso - sinapomorfia - ed è considerato una novità evolutiva di un clade specifico.

Per elaborare un cladogramma, la sistematica filogenetica propone la formazione dei gruppi tassonomici usando caratteri derivati ​​condivisi.

Scuole di classificazione: cladismo

Per stabilire la classificazione e le relazioni filogenetiche tra organismi è necessario ricorrere a norme oggettive che utilizzano un metodo rigoroso per chiarire tali schemi.

Al fine di evitare criteri soggettivi, emergono le scuole di classificazione: la tradizionale tassonomia evoluzionistica e il cladismo.

Cladism (dal greco cladi, che significa "ramo") o filogenetica sistematica è stata sviluppata nel 1950 dall'entomologo tedesco Willi Hennig, e ha un'ampia accettazione per il suo rigore metodologico.

I cladogram costruiscono cladogrammi che rappresentano le relazioni genealogiche tra specie e altri taxa terminali. Allo stesso modo, cercano set ordinati di caratteri derivati ​​condivisi o sinapomorfie.

Questa scuola non usa caratteri ancestrali condivisi o semplici morfologia e dà solo validità ai gruppi monofiletici; cioè raggruppamenti che includono l'antenato comune più recente e tutti i discendenti.

I gruppi parafiletici (gruppi di organismi che includono l'antenato più recente, esclusi alcuni dei loro discendenti) o polyphera (gruppi di organismi di antenati diversi) non sono validi per i cladisti.

Principio della parsimonia

È possibile che quando si produce un cladogramma si ottengano diverse rappresentazioni grafiche che mostrano diverse storie evolutive dello stesso gruppo di organismi. In questo caso, viene scelto il cladogramma più "parsimonioso", che contiene il minor numero di trasformazioni.

Alla luce della parsimonia, la soluzione migliore per un problema è quella che richiede il minor numero di ipotesi. Nel campo della biologia questo è interpretato come un numero inferiore di cambiamenti evolutivi.

Differenze tra cladogrammi e alberi filogenetici

In generale, i tassonomi di solito stabiliscono differenze tecniche tra un cladogramma e un albero filogenetico. È necessario chiarire che un cladogramma non è strettamente equivalente a un albero filogenetico.

I rami di un cladogramma sono un modo formale di indicare una gerarchia nidificata di cladi, mentre in un albero filogenetico i rami sono rappresentazioni di lignaggi che si sono verificati nel passato. In altre parole, il cladogramma non implica una storia evolutiva.

Per ottenere un albero filogenetico è necessario aggiungere ulteriori informazioni: ulteriori interpretazioni relative agli antenati, la durata dei lignaggi nel tempo e la quantità di cambiamenti evolutivi che si sono verificati tra i lignaggi studiati.

Pertanto, i cladogram sono le prime approssimazioni per la creazione finale di un albero filogenetico, indicando il possibile pattern di ramificazione.

Esempi

amniote

Il cladogramma degli amnioti rappresenta tre gruppi di vertebrati tetrapodi: rettili, uccelli e mammiferi. Tutti questi sono caratterizzati dalla presenza di quattro strati (corion, allantois, amnio e sacco vitellino) nell'embrione.

Si noti che il concetto di "rettile" è parafiletico, dal momento che esclude gli uccelli; per questo motivo viene rifiutato dai cladists.

scimmiesco

Il cladogramma delle scimmie comprende i generi: Hylobates, Pongo, Gorilla, pane e omosessuale. Popolarmente, il concetto di scimmia è parafiletico, perché esclude il genere omosessuale (noi umani)

riferimenti

1. Campbell, N. A., e Reece, J. B. (2007). biologia. Ed. Panamericana Medical.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invito alla biologia. Ed. Panamericana Medical.
3. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., e Garrison, C. (2001). Principi integrati di zoologia. New York: McGraw-Hill.
4. Kardong, K. V. (2002). Vertebrati: anatomia comparata, funzione, evoluzione. McGraw-Hill.
5. Soler, M. (2002). Evoluzione: le basi della biologia. Progetto Southern.