UN cladogramma È un diagramma o schema ramificato delle caratteristiche condivise da un gruppo di organismi, che rappresenta la più probabile storia evolutiva del lignaggio. La ricostruzione viene eseguita seguendo la metodologia proposta dal biologo Willi Hennig.
I cladogrammi sono caratterizzati dal raggruppamento di taxa in base alle loro sinapomorfie o caratteri derivati condivisi in natura..
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I cladogrammi consentono di visualizzare le relazioni filogenetiche tra un gruppo o gruppi di organismi di interesse.
Nella biologia evolutiva, questi diagrammi consentono di disegnare alberi filogenetici e, quindi, ricostruire la storia evolutiva di un gruppo, contribuendo a definirne la classificazione e gli intervalli tassonomici..
Inoltre, aiuta a chiarire i meccanismi evolutivi esaminando il modo in cui gli organismi cambiano nel tempo, la direzione di questo cambiamento e la frequenza con cui cambiano..
Uno degli obiettivi principali dei biologi evoluzionisti è trovare la posizione delle specie sull '"albero della vita". Per ottenere ciò, analizzano le diverse caratteristiche degli organismi, siano esse morfologiche, ecologiche, etologiche, fisiologiche o molecolari..
Le caratteristiche morfologiche degli individui sono state ampiamente utilizzate per stabilire la loro classificazione; tuttavia, arriva un punto in cui non sono sufficienti per discriminare su rami specifici dell'albero. In questo caso, gli strumenti molecolari aiutano a discernere queste relazioni..
Una volta scelto il personaggio, vengono costruite e rappresentate schematicamente le ipotesi dei rapporti di parentela tra le specie di interesse..
In questo diagramma i rami rappresentano ipotetici antenati in cui si è verificato un evento di cladogenesi o separazione di lignaggi evolutivi. Alla fine di ogni ramo si trovano ciascuno dei taxa che sono stati inclusi nell'analisi iniziale, siano essi specie, generi, tra gli altri..
Per stabilire relazioni tra un gruppo di organismi, devono essere utilizzati caratteri omologhi; ovvero due caratteristiche che condividono un antenato comune. Un personaggio è considerato omologo se ha acquisito il suo stato attuale per eredità diretta.
Ad esempio, gli arti superiori di umani, cani, uccelli e balene sono omologhi tra loro. Sebbene svolgano funzioni diverse e abbiano un aspetto molto diverso ad occhio nudo, il modello strutturale delle ossa è lo stesso nei gruppi: tutti hanno un omero, seguito dal raggio e dall'ulna.
Al contrario, le ali di pipistrelli e uccelli (questa volta in base alla struttura per volare) non sono omologhe perché non hanno acquisito queste strutture per eredità diretta. L'antenato comune di questi vertebrati volanti non presentava ali ed entrambi i gruppi lo acquisivano in modo convergente.
Se vogliamo dedurre le relazioni filogenetiche, questi caratteri non sono utili perché, sebbene simili, non indicano adeguatamente l'ascendenza comune degli organismi..
Ora, un carattere omologo di tutti i mammiferi è la spina dorsale. Tuttavia, questa struttura non serve a differenziare i mammiferi da altri taxa, perché altri gruppi - come pesci e rettili - hanno spine dorsali. Nel linguaggio cladistico questo tipo di carattere è chiamato carattere condiviso primitivo o simpleiomorphy..
Se vogliamo stabilire le relazioni filogenetiche tra mammiferi utilizzando la colonna vertebrale come criterio, non possiamo giungere ad alcuna conclusione affidabile.
Nel caso dei capelli, è una caratteristica condivisa da tutti i mammiferi che non esiste in altri gruppi di vertebrati. Pertanto, è un carattere derivato condiviso -sinapomorphy- ed è considerato una novità evolutiva di uno specifico clade..
Per elaborare un cladogramma, la sistematica filogenetica propone la formazione di gruppi tassonomici utilizzando caratteri derivati condivisi.
Per stabilire la classificazione e le relazioni filogenetiche tra gli organismi, è necessario ricorrere a norme oggettive che utilizzano un metodo rigoroso per chiarire questi modelli..
Per evitare criteri soggettivi, emergono scuole di classificazione: tassonomia evolutiva tradizionale e cladismo.
Cladismo (dal greco cladi, che significa "ramo") o sistematica filogenetica è stata sviluppata nel 1950 dall'entomologo tedesco Willi Hennig, ed è ampiamente accettata per il suo rigore metodologico.
I cladisti costruiscono cladogrammi che rappresentano le relazioni genealogiche tra specie e altri taxa terminali. Allo stesso modo, cercano insiemi ordinati di caratteri derivati condivisi o sinapomorfie.
Questa scuola non utilizza caratteri ancestrali condivisi o sempliciiomorfie e concede validità solo a gruppi monofiletici; cioè, raggruppamenti che includono l'antenato comune più recente e tutti i discendenti.
I gruppi parafiletici (raggruppamenti di organismi che includono l'antenato comune più recente, esclusi alcuni dei loro discendenti) o polifetici (raggruppamenti di organismi di antenati diversi) non sono validi per i cladisti.
È possibile che quando si esegue un cladogramma, si ottengano diverse rappresentazioni grafiche che mostrano diverse storie evolutive dello stesso gruppo di organismi. In questo caso viene scelto il cladogramma più “parsimonioso”, che contiene il minor numero di trasformazioni..
Alla luce della parsimonia, la migliore soluzione a un problema è quella che richiede il minor numero di supposizioni. Nel campo della biologia questo è interpretato come un minor numero di cambiamenti evolutivi.
In generale, i tassonomisti stabiliscono differenze tecniche tra un cladogramma e un albero filogenetico. È necessario chiarire che un cladogramma non è strettamente equivalente a un albero filogenetico.
I rami di un cladogramma sono un modo formale per indicare una gerarchia annidata di cladi, mentre in un albero filogenetico i rami sono rappresentazioni di lignaggi che si sono verificati in passato. In altre parole, il cladogramma non implica una storia evolutiva..
Per ottenere un albero filogenetico, è necessario aggiungere ulteriori informazioni: ulteriori interpretazioni relative agli antenati, la durata dei lignaggi nel tempo e la quantità di cambiamenti evolutivi che si sono verificati tra i lignaggi studiati..
Pertanto, i cladogrammi sono le prime approssimazioni per la creazione finale di un albero filogenetico, indicando il possibile schema di ramificazione..
Il cladogramma degli amnioti rappresenta tre gruppi di vertebrati tetrapodi: rettili, uccelli e mammiferi. Tutti questi sono caratterizzati dalla presenza di quattro strati (corion, allantois, amnion e sacco vitellino) nell'embrione.
Si noti che il concetto di "rettile" è parafiletico, poiché esclude gli uccelli; per questo motivo viene rifiutato dai cladisti.
Il cladogramma delle scimmie include i generi: Hylobates, Pongo, Gorilla, Pane Y Homo. Popolarmente, il concetto di scimmia è parafiletico, perché esclude il genere Homo (Noi umani).
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