Filogenesi

Esempio di filogenesi: albero filogenetico degli esseri viventi basati sui dati di RNA, in cui è mostrata la separazione tra batterio, archea ed eucariozione

Cos'è la filogenesi?

UN filogenesi È una rappresentazione della storia della relazione di parentela di una specie o popolazione e tra loro. Al momento, i biologi hanno usato i dati della morfologia e dell'anatomia comparativa e sequenze di geni per ricostruire migliaia e migliaia di alberi.

Questi alberi cercano di descrivere la storia evolutiva delle diverse specie di animali, piante, microbi e altri esseri organici che abitano la terra.

L'analogia con l'albero della vita risale al tempo di Charles Darwin. Questo brillante naturalista britannico si rifletteva nel suo lavoro L'origine delle specie Una singola immagine: un "albero" che rappresenta il ramo dei lignaggi, a partire da un antenato in comune.

Alla luce delle scienze biologiche, uno degli eventi più sorprendenti che si sono verificati è l'evoluzione. Detto cambiamento delle forme organiche nel tempo, può essere rappresentato in un albero filogenetico. Pertanto, la filogenesi esprime la storia dei lignaggi e come sono cambiati nel tempo.

Una delle implicazioni dirette di questo grafico è l'anceso comune. Cioè, che tutti gli organismi che vediamo oggi sono emersi come discendenti con modifiche dei modi passati. Questa idea è stata una delle più significative nella storia della scienza.

Tutte le forme di vita che possiamo vedere oggi - dai batteri microscopici, anche le più grandi piante e vertebrati - sono collegate e questa relazione è rappresentata nel vasto e intricato albero della vita.

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All'interno dell'analogia dell'albero, le specie che vivono oggi rappresenterebbero le foglie e il resto dei rami sarebbe la loro storia evolutiva.

Cos'è un albero filogenetico?

Un albero filogenetico è una rappresentazione grafica della storia evolutiva di un gruppo di organismi. Questo modello di relazioni storiche è la filogenesi che i ricercatori cercano di calcolare.

Gli alberi sono costituiti da nodi che si collegano ai "rami". I nodi terminali di ciascun ramo sono i terminali dei taxa e rappresentano le sequenze o gli organismi di cui sono noti i dati: questi possono vivere o già estinti specie-.

I nodi interni rappresentano antenati ipotetici, mentre l'antenato che è alla radice dell'albero, rappresenta l'antenato di tutte le sequenze rappresentate nel grafico.

Come vengono interpretati gli alberi filogenetici?

Esistono molti modi per rappresentare un albero filogenetico. Pertanto, è importante sapere come riconoscere se queste differenze osservate tra due alberi sono dovute a diverse topologie, vale a dire, le differenze reali corrispondenti a due ortografie, o sono semplicemente differenze relative allo stile di rappresentazione.

Ad esempio, l'ordine in cui le etichette appaiono nella parte superiore possono variare, senza modificare il significato della rappresentazione grafica, di solito il nome della specie, del genere, della famiglia, tra le altre categorie.

Ciò si verifica perché gli alberi assomigliano a un cellulare, in cui i rami possono ruotare senza cambiare la relazione della specie rappresentata.

In questo senso, non importa quante volte l'ordine sia modificato o gli oggetti che sono "sospesi" sono ruotati, poiché il modo in cui sono collegati non cambia, il che è la cosa importante.

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Come viene ricostruita la filogenia?

Le filogenie sono ipotesi formulate in base a prove indirette. Chiarire una filogenesi ricorda il lavoro di un investigatore nel risolvere un crimine seguendo gli indizi della scena del crimine.

I biologi di solito postulano la loro filogenia usando la conoscenza di varie discipline, come paleontologia, anatomia comparativa, embriologia comparativa e biologia molecolare.

La documentazione fossile, sebbene incompleta, fornisce informazioni molto preziose sui tempi di divergenza dei gruppi di specie.

Con il passare del tempo, la biologia molecolare ha superato tutti i campi sopra menzionati e la maggior parte delle filogenie sono dedotte dai dati molecolari.

L'obiettivo di ricostruire un albero filogenetico è una serie di inconvenienti di grande grandezza. Ce ne sono circa 1.8 milioni di specie chiamate e molte altre senza essere descritte.

E, sebbene un numero significativo di scienziati si sforzino quotidianamente per ricostruire le relazioni tra le specie, non esiste ancora un albero completo.

Tipi di alberi filogenetici

Non tutti gli alberi sono uguali, ci sono diverse rappresentazioni grafiche e ognuno riesce a incorporare alcune caratteristiche peculiari dell'evoluzione del gruppo.

- Gli alberi più elementari sono i cladogrammi. Queste grafiche mostrano relazioni in termini di antenati comuni (secondo gli antenati più recenti).

- Gli alberi additivi contengono ulteriori informazioni e sono rappresentati nella lunghezza dei rami.

I numeri associati a ciascun ramo corrispondono a un attributo nella sequenza, come la quantità di cambiamento evolutivo che gli organismi hanno sperimentato. Oltre agli "alberi additivi", sono anche noti come alberi metrici o filogrammi.

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- Gli alberi ultrametrici, chiamati anche dendogrammi, sono un caso particolare di alberi additivi, in cui le punte dell'albero sono equidistanti dalla radice all'albero.

Queste ultime due varianti hanno tutti i dati che possiamo trovare in un cladogramma e informazioni extra. Pertanto non sono esclusivi, ma complementari.

Applicazioni di filogenesi

Oltre a contribuire al duro compito di chiarire l'albero della vita, le filogenias hanno anche alcune applicazioni abbastanza significative.

Nel campo della medicina, la filogenia viene utilizzata per tracciare i tassi di origine e di trasmissione delle malattie infettive, come l'AIDS, la dengue e l'influenza.

Sono anche usati nel ramo della biologia della conservazione. La conoscenza della filogenesi di una specie in via di estinzione è indispensabile per tracciare i modelli incrociati e il livello di ibridazione e endogamia tra gli individui.

Riferimenti

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