Cladogramma

Esempio di clorogramma

Cos'è un cladogramma?

UN cladogramma È un diagramma ramificato o uno schema delle caratteristiche condivise da un gruppo di organismi, che rappresentano la storia evolutiva più probabile del lignaggio. La ricostruzione viene effettuata seguendo la metodologia proposta dal biologo Willi Hennig.

I cladogrammi sono caratterizzati perché raggruppano taxa in base alle loro sinapomorfie o caratteri derivati ​​che sono condivisi.

Per cosa sono i cladogrammi?

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

Nella biologia evolutiva, questi diagrammi rendono possibile l'elaborazione degli alberi filogenetici e, quindi, ricostruiranno la storia evolutiva di un gruppo, contribuendo a definire la loro classificazione e le loro 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 in cui lo fanno.

Come elaborato?

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

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

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

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

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Omologie

Al fine di stabilire le relazioni tra un gruppo di organismi, devono essere usati personaggi omologhi; cioè due caratteristiche che condividono un antenato comune. Un personaggio è considerato una controparte se hanno acquisito il loro stato attuale per eredità diretta.

Ad esempio, le estremità superiori di esseri umani, cani, uccelli e balene sono omologhi tra loro. Sebbene svolgano funzioni diverse e ad occhio nudo sembrano molto diversi, il modello strutturale delle ossa è lo stesso nei gruppi: tutti hanno un omero, seguito dalla radio e dall'ulna.

Al contrario, le ali di pipistrelli e uccelli (questa volta a seconda della struttura per volare) non sono omologhe perché non hanno acquisito queste strutture per eredità diretta. L'antenato comune di questi vertebrati volanti non presentava le ali e entrambi i gruppi lo hanno acquisito convergente.

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

Caratteri primitivi e derivati ​​condivisi

Ora, un carattere omologa di tutti i mammiferi è la colonna vertebrale. Tuttavia, questa struttura non serve a differenziare i mammiferi da altri taxa, perché altri gruppi - come pesci e rettili - hanno la colonna vertebrale. Nel linguaggio cladista questo tipo di carattere si chiama primitivo condiviso o personaggio semplice.

Se vogliamo stabilire relazioni filogenetiche tra i mammiferi usando la colonna vertebrale come criteri, non potremmo raggiungere alcuna conclusione affidabile.

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

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

Scuole di classificazione: cadismo

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

Al fine di evitare i criteri soggettivi, sorgono scuole di classificazione: tassonomia evolutiva tradizionale e cladismo.

Cladismo (dal greco Clados, il che significa "ramo") o sistematico filogenetico è stato sviluppato nel 1950 dall'entomologo tedesco Willi Hennig e ha un'ampia accettazione per il suo rigore metodologico.

Cladistas costruiscono cladogrammi che rappresentano le relazioni genealogiche tra specie e altri taxa terminali. Allo stesso modo, cercano serie ordinate di caratteri derivati ​​condivisi o sinapomorfie.

Questa scuola non usa caratteri ancestrali condivisi o ancestrali semplici e dà solo validità; cioè, gruppi che includono l'antenato comune e tutti i discendenti più recenti.

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

Principio di parsimonia

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

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

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Differenze tra cladogrammi e alberi filogenetici

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

Per ottenere un albero filogenetico è necessario.

Pertanto, i cladoogrammi sono i primi approcci per la creazione finale di un albero filogenetico, che indicano il possibile modello di ramo.

Esempi di cladoogrammi

Amniotas

Il cladogramma dell'amniot rappresenta tre gruppi di vertebrati tetrapodi: rettili, uccelli e mammiferi. Tutti questi sono caratterizzati dalla presenza di quattro strati (corion, allentoidi, amnios e buste vitelino) nell'embrione.

Si noti che il concetto di "rettile" è paraffio, poiché esclude gli uccelli; Per questo motivo è respinto dai cladisti.

Scimmie

Il cladogramma delle scimmie include generi: Hylobates, ho messo, gorilla, Pane E Homo. Popolarmente, il concetto di scimmia è paraffile, perché esclude il genere Homo (Noi umani).