Milioni di anni fa, una singola cellula ha iniziato un'evoluzione che ha dato origine all'albero della vita e ai suoi tre domini principali: Archaea, Batteri ed Eucariota.
Ogni ramo è un esempio di un clade Nel campo della biologia, la cladistica è un sistema di tassonomia che prevede la classificazione e la disposizione degli organismi su un albero filogenetico della vita. Prima dell'analisi del DNA, la classificazione si basava fortemente su osservazioni di tratti e comportamenti simili e diversi. Le società occidentali hanno usato la classificazione sin dai tempi di Aristotele nell'antica Grecia, quando gli organismi viventi erano semplicemente divisi in categorie di piante e animali per scopi di studio. Nel 1700, Carolus (Carl) Linnaeus sviluppò una tassonomia della biologia sistematica basata sulla classificazione degli organismi per apparenze esteriori e tratti condivisi. Ha sviluppato uno schema per collocare un organismo in un taxar gerarchico Charles Darwin e Alfred Russel Wallace proposero l'idea della selezione naturale e Darwin formalizzò il la teoria dell'evoluzione a metà del 1800. Sull'origine delle specie di Darwin L'ornitologo Ernst Mayr era un importante biologo evoluzionista del 20 ° secolo che ha studiato a fondo la tassonomia degli uccelli mentre viaggiava e lavorava come curatore presso l'American Museum of Natural History di New York. Il suo rivoluzionario libro Sistematica e l'origine delle specie Mayr è noto per il suo lavoro sui geni, l'eredità, la variazione e la speciazione delle popolazioni in aree isolate , che può essere utilizzato a fini di classificazione. La cladistica è un sistema di classificazione biologica basato sull'analisi di tratti, composizione genetica o fisiologia che sono stati condivisi con un antenato comune fino a quando si è verificato un tipo di divergenza , producendo nuove specie. Il tassonomo tedesco Willi Hennig iniziò la classificazione cladistica Il libro fu successivamente tradotto in inglese e ampiamente letto in America dopo essere stato pubblicato dalla University of Illinois Press nel 1966. La teoria della sistematica filogenetica di Hennig ha sfidato gli approcci contemporanei alla tassonomia introdotti da Darwin e Wallace. Ha sostenuto che le specie dovrebbero essere identificate e classificate in base alla genetica e relazioni clade, in particolare gruppi monofiletici. Hennig si è soffermato sui recenti antenati e sull'identificazione di tratti evoluti e modificati di organismi che condividevano una discendenza diretta - anche se le caratteristiche derivate non erano affatto simili a quelle dell'antenato comune. < em> Filogenetica Il processo di speciazione evolutiva sembra rami di un albero genealogico. Poiché non esiste un modo sicuro per sapere cosa è successo tanto tempo fa, le scienze devono trarre delle conclusioni su come la vita si è evoluta sulla base di reperti fossili, anatomia comparata, fisiologia, comportamento, embriologia e dati molecolari. La biologia evoluzionistica è un campo dinamico in cui vengono continuamente fatte nuove scoperte. I biologi evoluzionisti deducono ipotetiche relazioni evolutive tra taxa sulla base di un confronto dettagliato di caratteristiche simili e diverse. Lo studio della discesa evolutiva aiuta a individuare quando si sono manifestati alcuni tratti e sono stati tramandati alle generazioni successive. L'analisi cladistica, come la sistematica filogenetica, esamina i modelli evolutivi di discesa che aiutano a mettere insieme la storia evolutiva delle specie, spiegando anche la diversità della vita e le estinzioni delle specie. La cladistica lavora premessa centrale che la vita sulla Terra ha avuto origine una sola volta, il che significa che tutta la vita può essere fatta risalire a quel primo organismo ancestrale. Il presupposto successivo è che le specie esistenti si dividano in due gruppi delimitati da un nodo su un ramo di un albero. Infine, gli organismi presumibilmente cambiano, si adattano e si evolvono. Il punto di divergenza rappresenta l'inizio di due nuovi lignaggi che si ramificano e formano due nuove specie. Cladogrammi sono utilizzati per effettuare confronti significativi tra gruppi. In biologia, un cladogramma è una rappresentazione visiva delle caratteristiche correlate in vari organismi. Di solito, il raggruppamento viene effettuato in base a determinati tratti di interesse specificati. Tuttavia, è possibile combinare diversi punti dati per creare un albero evolutivo più accurato che spieghi relazioni complesse. È possibile fare una distinzione tra un cladogramma e un albero filogenetico, ma a volte i termini sono usati in modo intercambiabile. I cladogrammi si concentrano su caratteristiche a livello macro e molecolare che indicano correlazione. Un cladogramma suggerisce probabili relazioni evolutive tra gruppi di organismi o taxa che possono essere di piccole o grandi dimensioni: Gli eucarioti multicellulari hanno dato origine a un'abbondanza di organismi sempre più complessi. Ad esempio, pesci e umani risalgono a un antenato comune milioni di anni fa. Quella relazione complicata può essere rappresentata su un semplice cladogramma che illustra le relazioni cladistiche. Inizia immaginando un eucariota ancestrale alla base dell'albero. Mentre l'antenato comune si evolveva, un nodo sull'albero si ramificò in vertebrati acquatici come pesci senza mascella. Al nodo successivo, il ramo si è diviso in tetrapodi a quattro zampe. Il nodo successivo mostra una divergenza quando gli animali hanno sviluppato uova amniotiche, seguite da una divisione quando gli animali hanno sviluppato pelliccia o pelo. Molto più tardi, esseri umani e primati si sono diverguti e si sono evoluti lungo percorsi separati. La classificazione cladistica esamina alcune caratteristiche degli organismi che incidono direttamente sugli stati ancestrali nella biologia evolutiva. Hennig ha sviluppato molti termini scientifici per descrivere il suo approccio alla categorizzazione, che sono stati fondamentali per le sue idee e teorie. I termini descrivono gruppi di organismi in relazione a un nodo specifico su un albero filogenetico o cladogramma: Stati caratteristici Gli scienziati chiamati cladisti sistemano i taxa in un albero filogenetico che può rivelare nuove relazioni evolutive. I raggruppamenti sono realizzati in base a caratteristiche fisiche, molecolari, genetiche e comportamentali. Un diagramma chiamato cladogramma mostra una relazione, ogni volta che le specie si ramificano da un antenato comune in vari punti della storia evolutiva. Cladogrammi sono diagrammi ramificati di dati cladistici che organizzano determinate caratteristiche utilizzando, ad esempio, set di dati fisici comparativi o dati molecolari. Oggi i ricercatori spesso usano programmi per computer per combinare set di dati per creare cladogrammi più accurati che mostrano relazioni coerenti e complete tra organismi. La metodologia di base non è difficile, ma ogni passaggio deve essere eseguito meticolosamente: Le origini dell'evo tradizionale i metodi di classificazione linguistici risalgono all'antichità. Si presumeva che tutti gli organismi viventi fossero piante o animali. I metodi classici non facevano alcuna distinzione tra i tratti osservati ereditati da un antenato distante o uno più recente. L'obiettivo era quello di escogitare una mappa di come la vita sulla Terra potrebbe essersi evoluta dal mare. Le caratteristiche utilizzate per la classificazione sono determinate da esperti che osservano differenze evidenti come pellicce, squame o piume. L'approccio ha funzionato meglio per la classificazione dei vertebrati rispetto agli invertebrati. La classificazione evolutiva colloca gli organismi in gruppi di dimensioni decrescenti in tre domini che sono ulteriormente suddivisi in regno, phylum /divisione, classe, ordine, famiglia, genere e specie. I metodi cladistici non sono legati al sistema di classificazione linnea, e approfondiscono la ricerca di connettività. La sistematica tradizionale organizza gli organismi su un albero evolutivo in base a quando e come una specie è cambiata come adattamento a un nuovo stile di vita o habitat, per esempio. L'albero mostra la direzione dell'evoluzione nel tempo. Le valutazioni soggettive dei tratti e delle caratteristiche nei metodi tradizionali possono potenzialmente influenzare i risultati e rendere difficile o impossibile replicare uno studio. I metodi di classificazione cladistici e filogenetici sono oggi preferiti ai metodi tradizionali di classificazione nelle scienze naturali. L'approccio più recente è più scientifico, basato sull'evidenza e irrefutabile. Ad esempio, il sequenziamento di DNA e RNA viene utilizzato per studiare gli organismi a livello molecolare per il posizionamento sfumato su un cladogramma. Gli organismi sono organizzati in base alle loro caratteristiche derivate condivise. La cladistica nel campo della biologia consente agli scienziati di identificare modelli, formulare un'ipotesi, testare ipotesi e fare previsioni. “La cladistica, quindi, riguarda la scoperta”, come descritto dai cladisti contemporanei, David M. Williams e Malte C. Ebach, nel 2018. Williams ed Ebach considerano la cladistica come un processo di classificazione naturale che non richiede basi nella teoria evolutiva. La tecnologia aggiunge un livello di precisione e raffinatezza ai metodi della cladistica. In particolare, il sequenziamento del DNA dei geni indica un grado di parentela e un lignaggio condiviso con un alto grado di sicurezza. Le differenze nel DNA possono fornire indicazioni su quanto tempo fa le specie condividessero un antenato comune. Nuove scoperte possono sia confermare che correggere ipotesi precedenti su come gli organismi si sono evoluti e aiutare a classificare nuove specie quando vengono scoperte.
. Un clade rappresenta un gruppo che include un antenato comune e tutti i discendenti. La cladistica
è una forma moderna di tassonomia
che colloca gli organismi su un diagramma ramificato chiamato cladogramma
(come un albero genealogico) basato su tratti quali somiglianze del DNA e filogenesi .
Storia antica dei sistemi di classificazione
(un gruppo; singolare) che includeva diversi taxa
(gruppi; plurale). Linneo sviluppò anche la nomenclatura binomiale - un sistema di assegnazione di nomi scientifici come Homo sapiens
(umano) agli organismi.
ha scosso la comunità scientifica suggerendo che tutti gli organismi discendevano da un antenato comune e potevano essere classificati in base alle loro relazioni evolutive.
Sistemi di classificazione del ventesimo secolo
è stato pubblicato nel 1942 dalla Columbia University Press.
Emergence of Cladistics
nel 1950 quando scrisse il suo libro sulla sistematica filogenetica.
Cos'è la sistematica filogenetica?
è lo studio di relazioni evolutive note o ipotizzate basate sulla filogenesi
(lignaggio) di organismi raggruppati. L'albero filogenetico della vita illustra come i taxa (gruppi di organismi) si siano evoluti in un ordine specifico mentre la vita si diversificava e si ramificava da un antenato comune.
Definizione di cladistica
Ipotesi di base della classificazione cladistica
Che cos'è un cladogramma?
, marsupiali
e eutherians
. I mammiferi condividono molte caratteristiche ma differiscono nel modo in cui si riproducono.
, epatiche
e muschi
ma esclude le piante vascolari.
Esempi di cladistica
Terminologia della classificazione cladistica
Stati caratteristici degli organismi
sono tratti derivati da il processo di selezione naturale, adattamento e varianza ereditaria che portano alla biodiversità nella vita. Come tale, solo sinapomorfie
sono rilevanti quando si discernono le relazioni evolutive. Le sinapomorfie multiple negli organismi con un antenato condiviso sono
monofiletico:
Metodi di cladistica
< li> Scegli i taxa da studiare, come diverse specie di uccelli.
Classificazione evolutiva tradizionale
Classificazione cladistica moderna
Future Directions in Cladistics
