Cladograme sunt reprezentări grafice care ilustrează relațiile evolutive dintre diferite grupuri de organisme. Ei contribuie pentru înțelegerea filogeniei, evidențiind istoria evolutivă împărtășită între diferite specii.
Aceste diagrame sunt construite pe baza caracteristicilor comune și derivate, cunoscute sub numele de sinapomorfii. O cladogramă este formată din terminale, ramuri, noduri și rădăcină. Fiecare bifurcație dintr-o cladogramă reprezintă un punct în care o descendență ancestrală comună s-a împărțit în linii distincte.
Citeste si: Variabilitatea genetică - element fundamental pentru ca evoluția să aibă loc
Rezumat despre cladograme
- Cladogramele sunt diagrame ramificate care reprezintă relațiile filogenetice dintre taxoni.
- Ele au fost propuse în cadrul sistematicii filogenetice sau cladistice.
- Filogenia și cladograma nu sunt sinonime.
- Cladogramele sunt construite pe baza sinapomorfiilor, definite prin ipoteze de omologii între caracteristicile diferitelor organisme.
- Parcimonia este un criteriu important în construcția cladogramelor și caută cel mai simplu model care explică relațiile observate.
- Elementele unei cladograme sunt: terminalele, nodurile, ramurile și rădăcina.
- Dispunerea organismelor în ramurile cladogramei reflectă apropierea relațiilor lor evolutive.
- Fiecare nod dintr-o cladogramă reprezintă un strămoș comun.
- Fosilele nu ne sunt considerate. Sunt terminale.
- Lungimea ramurilor unei cladograme nu reprezintă trecerea timpului.
- Aceste reprezentări ajută la înțelegerea diversității biologice și a modului în care diferitele organisme sunt legate evolutiv.
Ce este o cladograma?
Cladogramele sunt diagrame de ramificare reprezentând relaţii filogenetice de rudenie între taxoni (grup de organisme reunite pe baza unor caracteristici comune). Cladogramele fac parte din sistematica filogenetică sau cladistică, o abordare a sistematicii propusă pe baza publicării lucrărilor lui Willi Hennig în 1966.
În cladistică, se înțelege că diversitatea ființelor vii rezultă din procese evolutive, precum anageneza și cladogeneza. Anageneza este procesul prin care un personaj iese sau se schimba intr-o populatie in timp, fiind responsabil de noutatile evolutive.
Cladogeneza se referă la schimbările evolutive ale liniilor filogenetice în legătură cu evenimentele de speciație (apariția a două sau mai multe specii descendente dintr-o specie ancestrală), conducând la diversificarea evolutivă a unei filiații.
Cladistica propune doar recunoașterea grupurilor monofiletice (un grup format exclusiv dintr-o specie ancestrală și toți descendenții ei) ca naturale, formându-și grupările de taxoni bazate pe recunoașterea sinapomorfiilor (caractere derivate partajate între taxoni terminali care Compune).
De asemenea, folosește parcimonia ca criteriu în alegerea dintre ipotezele care explică relațiile de rudenie filogenetică dintre organisme. Conform criteriului parcimoniei, cea mai simplă explicație a relației filogenetice dintre organisme este cea care presupune cel mai mic numar de pasi evolutivi, adica minimizarea schimbarilor in starea de personaje de-a lungul evoluției.
Vezi si: Ce sunt organele analoge și organele omoloage?
Filogenia și cladograma sunt sinonime?
Este important de subliniat că Nu se recomandă utilizarea termenilor de filogenie și cladogramă ca sinonime. Filogenia reprezintă relațiile evolutive dintre taxoni, inclusiv aspecte ale procesului de diversificarea evolutivă a unei filiații biologice prin evenimente de cladogeneză, nereprezentată în cladograme. Timpul, de exemplu, nu este reprezentat în aceste diagrame.
Care este funcția cladogramei?
Cladograme oferă o reprezentare vizuală a relațiilor evolutive dintre diverse grupuri de organisme, oferind o structură care facilitează organizarea și înțelegerea cunoștințelor despre evoluție. Aceste diagrame nu numai simplifica analiza și comunicarea datelor complexe dar permit şi identificarea caracteristicilor împărtăşite între diferite grupuri prin includerea lor în ramurile cladogramei.
Cladogramele evidențiază, de asemenea, clade, care reprezintă grupuri de organisme unite de un strămoș comun, contribuind la delimitarea taxonilor la diferite niveluri ierarhice, ca specie, gen, familie și ordine. Această abordare vizuală este esențială pentru înțelegerea diversității biologice și a interconexiunilor evolutive dintre ființele vii.
Care sunt elementele cladogramei?
Cladograma este compusă din:
- terminale;
- ramuri;
- S.U.A;
- sursă.
Terminalele reprezintă entitățile de studiu, care pot fi un individ, populații sau specie. Liniile care părăsesc terminalele sunt ramurile. Ramurile sunt legate între ele printr-un nod. Acestea conectează direct terminalele, precum și nivelurile mai jos.
Nodul reprezintă strămoșul ipotetic pentru fiecare cluster în care a avut loc evenimentul de cladogeneza. Ultimul nod desemnează inserarea rădăcinii, punctul în care o cladogramă se conectează la restul arborelui vieții și reprezintă o ipoteză a celei mai vechi descendențe a grupului.
Important: Nodurile nu reprezintă fosile. O fosilă, atunci când este găsit, este un element cunoscut în analiză și va fi reprezentat de un terminal folosind o convenție (de obicei un pumnal) pentru a evidenția faptul că este un taxon fosil.
Cum se construiește o cladogramă?
Cladogramele sunt construite pe baza definirii terminalelor, care reprezintă setul de taxoni de interes de studiat și constituie grupul intern. Setul de specii care urmează să fie incluse în scopuri comparative cu taxonii aparținând grupului intern constituie grupul extern. Grupul extern are și funcția de a asista la punctul de înrădăcinare al arborelui în timpul unei analize.
Pentru reconstrucția filogenetică a unui set de organisme se folosesc date din studii morfologice, genetic, comportamentale, ecologice, embriologice sau orice caracteristici moștenite.
Sistematiștii (cercetători în sistematică) analizează un număr mare de exemplare reprezentând diferite linii de interes, căutând caracteristici (sau personaje) prezente în acestea organisme. În această căutare, sunt conturate ipoteze de omologie, în care se stabilesc relații de corespondență între structurile organismului. O structură este omoloagă cu alta atunci când este moștenită de la un strămoș comun. Când există o eroare în propunerea unei ipoteze de omologie, aceasta se numește homoplasie.
Caracteristicile colectate sunt compilate într-o matrice de caractere. Într-o matrice de caractere, rândurile reprezintă organisme, iar coloanele reprezintă trăsături, indicând starea fiecărei trăsături pentru fiecare organism. În cazul datelor moleculare, fiecare situs observat într-o anumită secvență este considerat un caracter. Matricea de caractere ajută la organizarea informațiilor pentru a fi transpus într-o cladogramă.
Matricea de caractere este apoi analizată pentru a încerca să definească stările derivate ale fiecărui caracter (apomorfii) și stările ancestrale (pleziomorfii). Această analiză se face printr-un algoritm care încearcă să împace schimbările de stare observate în matrice cu un arbore filogenetic care explică astfel de modificări în cel mai simplu mod posibil, folosind principiul parcimoniei.
Aflați mai multe: Ce afirmă teoria selecției naturale?
Cum citești o cladogramă?
Într-o cladogramă, apropierea mai mare a două elemente în comparație cu un al treilea este interpretată ca o reflectare a istoriei evolutive a acestor taxoni și sunt numite grupuri surori. Bifurcațiile din cladogramă reprezintă punctele în care liniile se împartpeste orar. Ordinea de ramificare este reprezentată de rădăcina, ca cel mai vechi eveniment evolutiv, spre terminale, care reprezintă evenimente recente.
Lungimile ramurilor nu reprezintă unități de timp, adică lungimea unei ramuri în raport cu alta ne spune același lucru. În plus, tu cladogramele pot avea diferite reprezentări estetice, cu ramuri mai pătrate, de exemplu. Este important de subliniat că inversarea unei cladograme nu modifică relaţiile dintre taxoni.
Se poate observa prezența a trei tipuri de grupări în ipotezele reprezentate de cladograme, în ciuda faptului că cladisticii nu recunosc decât existența grupărilor monofiletice:
- Grupa monofiletică: Este un grup considerat natural, fiind format exclusiv dintr-o specie ancestrală și toți descendenții ei. Grupurile monofiletice sunt cunoscute și ca clade și sunt diagnosticabile prin prezența sinapomorfiilor.
- Grupa parafiletică: Este un grup considerat artificial, deoarece este format dintr-o specie ancestrală și o parte din speciile sale descendente, dar nu toate. Este susținută de prezența plesiomorfiilor și absența sinapomorfiilor.
- Grupa polifiletică: este un grup artificial format din specii care descend din mai mulți strămoși.
Credite de imagine
[1]Wikimedia Commons
Surse
AMORIM, D. S. 2002. Fundamentele sistematicii filogenetice. Ribeirão Preto: Holos Editora. 136 p.
JUSTINA, L. A. D., MEGLHIORATTI, F.A. & RODRIGUES, M.E. 2011. Conținutul de sistematică și filogenetică în manualele de liceu. Rev. Eseu, 13(2): 65-84.
LOPES, S. G. B. W. & CHOW HO, F. F. Subiectul 4. Noțiuni de bază de sistematică filogenetică. În: Viață și mediu – Diversitate biologică și filogenie. Licențiat în Științe – USP/Univesp. P. 54-67.
SANTOS, C. M. D. & CALOR, A. A. 2007. Predarea biologiei evoluționiste folosind structura conceptuală a sistematicii filogenetice – eu. Știință și predare, 1(2).
WILEY, E. O. & LIEBERMAN, B. S. 2011. Filogenetica: teoria și practica sistematicii filogenetice. 2. ed. Oxford: Wiley. 406 p.
