Filogenetica sau sistematica filogenetică este un domeniu al sistematicii biologice care se ocupă cu identificarea și clarificarea relațiilor evolutive dintre diferitele tipuri de viață de pe Pământ, atât moderne, cât și dispărute. Teoria evoluționistă susține că asemănarea anumitor indivizi sau specii indică adesea o origine comună sau un strămoș comun. Prin urmare, relațiile stabilite de sistematica filogenetică descriu adesea istoria evolutivă a speciilor și filogenia lor , relațiile istorice dintre ramurile organismelor sau părțile lor, de exemplu, genele lor . Taxonomia filogenetică , care este o ramură, dar nu o extensie logică a taxonomiei filogenetice [1] , se ocupă de clasificarea grupurilor de organisme în funcție de gradul relației lor evolutive.
Fondatorul taxonomiei, un domeniu al științei care se ocupă cu clasificarea organismelor vii și relația dintre componentele viețuitoarelor, este Carl Linnaeus . Cu toate acestea, abia la sfârșitul anilor 1950, entomologului german Willi Hennig a venit cu ideea că sistematica ar trebui să reflecte cât mai aproape posibil istoria evolutivă cunoscută [2] . Astfel a fost fondată abordarea sistematicii, pe care a numit-o sistematică filogenetică. Oponenții lui Hennig s-au referit în mod disprețuitor pe adepții săi drept „cladiști” [3] , datorită accentului pus pe recunoașterea doar a grupurilor sau cladelor monofiletice . Cu toate acestea, numele a fost adoptat rapid ca termen util de către cladiști , iar abordarea cladistică a început să domine taxonomia. Opusul sistematicii filogenetice este fenetica .
Sistematica descrie relațiile dintre taxoni și este concepută pentru a ne ajuta să înțelegem istoria tuturor organismelor vii. Dar istoria nu este ceva ce putem vedea, s-a întâmplat o dată și a lăsat doar indicatori indirecti ai evenimentelor reale. Oamenii de știință folosesc acești indicatori pentru a construi ipoteze, sau modele, ale istoriei vieții. În filogenetică, cel mai convenabil mod de a reprezenta vizual relațiile evolutive între grupuri de organisme este prin intermediul graficelor numite arbori filogenetici.
Există două grupe principale de metode pentru studiul relațiilor filogenetice: metode fenetice și cladice. Este important de menționat că fenetica și cladistica au avut o relație complicată în ultimii 40 de ani ai secolului XX. . Majoritatea biologilor evoluționisti moderni preferă cladistica , deși, strict vorbind, abordarea cladistică poate duce la rezultate non-intuitive.
O abordare alternativă a diagramării relațiilor dintre taxoni se numește cladistică. Presupunerea de bază a cladisticii este că membrii unui grup au o istorie evolutivă comună. Prin urmare, ele sunt mai strâns legate între ele decât cu alte grupuri de organisme. Grupurile înrudite sunt definite prin prezența unui set de trăsături unice (apomorfii) care au fost absente de la strămoșii îndepărtați, dar care sunt caracteristice majorității sau tuturor organismelor din grup. Caracteristicile rezultate referitoare la membrii grupului sunt numite sinapomorfii . Prin urmare, spre deosebire de grupurile fenetice, grupurile cladice nu depind de dacă organismele sunt similare în trăsături fizice, ci depind de relațiile lor evolutive. Într-adevăr, în analizele cladice, două organisme pot împărtăși numeroase caracteristici, dar pot fi membre ale unor grupuri diferite.
Analiza cladistică folosește o serie de ipoteze. De exemplu, speciile sunt considerate a fi doar o despărțire sau o ramură dintr-un grup ancestral. În cazul hibridizării (încrucișării) sau transferului orizontal al informațiilor genetice, speciile sunt considerate dispărute, iar astfel de fenomene sunt rare sau absente. În plus, grupurile cladice trebuie să aibă următoarele caracteristici: toate speciile din grup trebuie să împărtășească un strămoș comun și toate speciile derivate dintr-un strămoș comun trebuie incluse în taxon. Respectarea acestor cerințe conduce la următorii termeni, care sunt utilizați pentru a se referi la diferitele moduri posibile în care pot fi compuse grupuri:
Datele macromoleculare, care se referă la secvențele de material genetic ( ADN ) și proteine , se acumulează într-un ritm din ce în ce mai rapid datorită progreselor în biologia moleculară. Pentru biologia evoluționistă, acumularea rapidă a datelor întregii secvențe genomului este de o valoare considerabilă, deoarece însăși natura ADN-ului îi permite să fie folosit ca „document” al istoriei evoluției. Comparațiile dintre secvențele de ADN ale diferitelor gene din diferite organisme pot spune omului de știință multe despre relațiile evolutive ale organismelor care nu pot fi găsite altfel: pe baza morfologiei sau pe forma externă a organismelor și structura lor internă. Deoarece genomii evoluează printr-o acumulare treptată de mutații , numărul de diferențe în secvențele de nucleotide între o pereche de genomi de la diferite organisme ar trebui să ofere informații despre momentul în care aceste organisme au împărtășit un strămoș comun. Două genoame ale organismelor ale căror linii evolutive au divergit în trecutul recent ar trebui să difere mai puțin decât cele ale organismelor al căror strămoș comun a existat cu foarte mult timp în urmă. Prin urmare, prin compararea diferitelor genomi între ele, este posibil să se obțină informații despre relația evolutivă a organismelor corespunzătoare. Aceasta este sarcina principală a filogeneticii moleculare.
Filogenetica moleculară încearcă să determine rata și diferența modificărilor ADN-ului și proteinelor pentru a reconstrui istoria evolutivă a genelor și organismelor. Pentru a obține aceste informații, pot fi utilizate două abordări generale. În primul dintre acestea, oamenii de știință folosesc ADN-ul pentru a studia evoluția unui organism. A doua abordare folosește diferite organisme pentru a studia evoluția ADN-ului. În orice abordare, scopul general este de a deduce procesul de evoluție al unui organism din modificările ADN și procesul de evoluție moleculară din modelul modificărilor ADN-ului.
![]() | |
---|---|
În cataloagele bibliografice |
|