I biologi spesso descrivono le relazioni tra le specie sotto forma di un albero ramificato, in cui ogni nodo dell'albero indica un punto nel tempo in cui una nuova specie è emersa attraverso il processo di evoluzione. Capire come le specie sono legate l'una all'altra e chi si è evoluto da chi può essere un compito complesso. Uno dei principi più importanti che i biologi usano quando si disegnano questi cosiddetti alberi filogenetici è il principio della parsimonia.

Definizione

Il principio della parsimonia sostiene che la più semplice delle spiegazioni concorrenti è la più probabile per essere corretto. Sviluppato dal logico Guglielmo di Ockam del XIV secolo, la teoria è anche nota come Rasoio di Occam.

I biologi usano il principio della parsimonia quando disegnano alberi filogenetici. Per disegnare un albero filogenetico devi prima determinare quali specie in un gruppo sono più strettamente collegate l'una all'altra. I biologi generalmente confrontano il DNA o le caratteristiche fisiche delle specie nel gruppo e cercano le differenze. Il principio della parsimonia applicato alla biologia dice che l'albero filogenetico che richiede il minor numero di cambiamenti evolutivi è quello che dovresti assumere è corretto.

Esempi

L'esempio più semplice riguarda una caratteristica fisica come le piume. Diciamo che stai confrontando tre specie chiamate A, B e C; A e B hanno piume e C no. Basandoti sul principio della parsimonia, dovresti concludere che le due specie con piume sono più strettamente correlate (cioè condividono un antenato comune più recente), poiché in quel caso il tratto di piuma avrebbe dovuto essersi evoluto solo una volta. L'alternativa implicherebbe che un antenato comune diede origine ad A e un'altra specie che divenne ora l'antenato comune di C e B. In quel caso, il tratto di piuma avrebbe dovuto essersi evoluto due volte; il principio della parsimonia sosterrebbe che questa non è la storia corretta.

Algoritmi del computer

Per creare gli alberi filogenetici più parsimoniosi, i biologi di solito prendono in considerazione molteplici caratteristiche e sequenze di DNA da più geni. Se sono coinvolte solo poche specie, puoi fare questa analisi a occhio; ma con il crescere del numero di specie, aumenta anche il numero di possibili alberi evolutivi che potrebbero collegarli tutti. Determinare l'albero corretto basato sulla parsimonia può diventare rapidamente un problema molto complicato. Al giorno d'oggi i biologi usano spesso algoritmi informatici che selezionano rapidamente un gran numero di alberi possibili e assegnano a ciascuno un punteggio in base a quante modifiche evolutive richiederebbe.

Presupposti

Il principio della parsimonia è un ipotesi che è probabilmente vera per la maggior parte delle situazioni, ma non è necessario che sia sempre vera. È possibile che l'attuale storia evolutiva di un gruppo di specie non sia quella che ha coinvolto i meno cambiamenti - perché l'evoluzione non è sempre parsimoniosa. Un altro approccio per determinare le relazioni è la cosiddetta analisi della massima verosimiglianza, che utilizza l'analisi statistica per determinare quale albero evolutivo è più probabile o più probabile. Sia la parsimonia che la massima verosimiglianza hanno i loro stessi avvocati e critici.