Milioni di anni fa una singola cellula diede vita all'albero della vita, dando origine ai tre domini:Archaea, Bacteria ed Eukaryota.
Ogni ramo è un clade —un gruppo che include un antenato comune e tutti i suoi discendenti. Cladistica è un approccio tassonomico moderno che colloca gli organismi su un diagramma ramificato, un cladogramma , basato su tratti come la somiglianza del DNA e la filogenesi.
Prima del DNA, la classificazione si basava su tratti e comportamenti osservabili. Aristotele per primo raggruppò gli organismi in piante e animali. Nel XVIII secolo, Carlo Linneo formalizzò un sistema gerarchico e introdusse la nomenclatura binomiale, ad esempio Homo sapiens .
Charles Darwin e Alfred Russel Wallace svilupparono la selezione naturale a metà del 1800 e L'origine delle specie di Darwin ha proposto che tutta la vita condivida un antenato comune, rimodellando la tassonomia.
Ernst Mayr approfondì le idee di Darwin, sottolineando i geni, l’ereditarietà e la speciazione nelle popolazioni isolate. Il suo libro del 1942 Sistematica e l'origine delle specie gettato le basi per la sistematica moderna.
Il tassonomista tedesco Willi Hennig introdusse la sistematica filogenetica nel 1950. Il suo libro, poi tradotto nel 1966, sfidò la tassonomia esistente insistendo su gruppi monofiletici e tratti derivati condivisi.
La filogenetica studia le relazioni evolutive dedotte da reperti fossili, anatomia comparata, fisiologia, comportamento, embriologia e dati molecolari. L'albero filogenetico della vita risultante mostra come i taxa si sono discostati dagli antenati comuni.
La cladistica deduce ipotetiche relazioni evolutive confrontando tratti condivisi e differenti. Rivela quando sono comparsi i tratti e come le specie si sono diversificate, fornendo un quadro per comprendere la diversità della vita e gli eventi di estinzione.
Un cladogramma è una rappresentazione visiva di parentela basata su tratti specifici. A differenza di un albero filogenetico, che può includere la lunghezza dei rami, un cladogramma si concentra esclusivamente sui modelli di ramificazione. I cladogrammi aiutano a confrontare i gruppi e illustrano potenziali percorsi evolutivi.
Consideriamo il percorso evolutivo da un antenato eucariotico comune agli esseri umani moderni. Partendo da un nodo di base, la prima divisione porta ai pesci senza mascelle, poi ai tetrapodi, seguiti dagli amnioti, dai mammiferi, dai primati e infine dagli esseri umani. Ogni nodo segna una divergenza che può essere tracciata su un semplice cladogramma.
Solo sinapomorfie sono utili per determinare le relazioni evolutive. Sinapomorfi multipli indicano un gruppo monofiletico. Omoplasia descrive tratti che sorgono indipendentemente in lignaggi non correlati (evoluzione convergente), ad esempio il sangue caldo negli uccelli e nei mammiferi.
I cladisti costruiscono alberi filogenetici tramite:
La classificazione evolutiva tradizionale, radicata nell'antichità, raggruppava gli organismi principalmente in base a differenze osservabili e mancava di criteri rigorosi per l'omologia. La cladistica moderna, guidata dal sequenziamento del DNA/RNA, si basa su caratteristiche derivate condivise e produce alberi riproducibili e basati sull'evidenza.
I progressi nel sequenziamento e nei metodi computazionali stanno perfezionando le analisi cladistiche. Quantificando le differenze genetiche, gli scienziati possono stimare i tempi di divergenza con maggiore sicurezza, testare ipotesi e scoprire nuove specie.
