Date moleculare versus date morfologice Editați
Caracteristicile utilizate pentru a crea o cladogramă pot fi clasificate aproximativ ca morfologice (craniu sinapsidic, cu sânge cald, notocord, unicelular etc.) sau molecular (ADN, ARN sau alte informații genetice). Înainte de apariția secvențierii ADN-ului, analiza cladistică folosea în primul rând datele morfologice. Datele comportamentale (pentru animale) pot fi, de asemenea, utilizate.
Deoarece secvențierea ADN a devenit mai ieftină și mai ușoară, sistematica moleculară a devenit un mod din ce în ce mai popular de a deduce ipoteze filogenetice. Folosirea unui criteriu de parsimonie este doar una dintre mai multe metode pentru a deduce o filogenie din datele moleculare. Abordări precum probabilitatea maximă, care încorporează modele explicite de evoluție a secvenței, sunt modalități non-hennigiene de evaluare a datelor secvenței. O altă metodă puternică de reconstrucție a filogeniilor este utilizarea markerilor de retrotranspoziție genomică, despre care se crede că sunt mai puțin predispuși la problema reversiunii care afectează datele secvenței. De asemenea, se presupune că au o incidență scăzută a homoplasiilor, deoarece s-a crezut cândva că integrarea lor în genom a fost în întregime aleatorie; Cu toate acestea, acest lucru pare cel puțin uneori să nu fie cazul.
Apomorfie în cladistică. Această diagramă indică „A” și „C” ca stări ancestrale, iar „B”, „D” și „E” ca stări prezente în taxoni terminali. Rețineți că, în practică, condițiile ancestrale nu sunt cunoscute a priori (așa cum se arată în acest exemplu euristic), dar trebuie deduse din modelul stărilor partajate observat în terminale. Având în vedere că fiecare terminal din acest exemplu are o stare unică, în realitate nu am fi în măsură să deducem nimic concludent despre stările ancestrale (în afară de faptul că existența stărilor neobservate „A” și „C” ar fi inferențe fără parsimoniu! )
Plesiomorfie și sinapomorfieEdit
Cercetătorii trebuie să decidă care stări de caracter sunt „ancestrale” (plesiomorfe) și care sunt derivate (sinapomorfe), deoarece numai stările de caracter oferă dovezi ale grupării. Această determinare se face de obicei prin comparație cu stările de caracter ale unuia sau mai multor grupuri. Statele împărțite între grup și câțiva membri ai grupului sunt simptomiomorfii; stările care sunt prezente doar într-un subset al grupului sunt sinapomorfii. Rețineți că stările de caracter unice pentru un singur terminal (autapomorfii) nu oferă dovezi ale grupării. Alegerea unui grup extern este un pas crucial în analiza cladistică, deoarece diferite grupuri exterioare pot produce copaci cu topologii profund diferite.
HomoplasiesEdit
O homoplasie este o stare de caracter care este împărțită de două sau mai mulți taxoni din cauza unei alte cauze decât strămoșul comun. Cele două tipuri principale de homoplasie sunt convergența (evoluția aceluiași „caracter în cel puțin două linii distincte) și reversiunea (revenirea la o stare de caracter ancestral). Caracterele care sunt în mod evident homoplazice, cum ar fi blana albă în diferite linii de mamifere arctice, nu ar trebui incluse ca personaj într-o analiză filogenetică, deoarece nu contribuie la înțelegerea relațiilor noastre. Cu toate acestea, homoplasia nu este adesea evidentă din inspecția caracterului însuși (ca în secvența ADN, de exemplu) și este apoi detectată prin incongruența sa (distribuție fără parsimoniu) pe o cladogramă cea mai parsimonieră. Rețineți că caracterele homoplastice pot conține în continuare semnal filogenetic.
Un exemplu binecunoscut de omoplasie datorită evoluției convergente ar fi caracterul, „prezența aripilor”. Deși aripile păsărilor, liliecilor și insectelor îndeplinesc aceeași funcție, fiecare a evoluat independent, după cum se poate observa prin anatomia lor. Dacă o pasăre, un liliac și o insectă cu aripi ar fi punctate pentru personaj, „prezența aripilor”, s-ar introduce o omoplasie în setul de date și acest lucru ar putea confunda analiza, rezultând posibil o falsă ipoteză a relațiilor. Desigur, singurul motiv pentru care o omoplasie este recunoscută în primul rând este faptul că există și alte personaje care implică un tipar de relații care dezvăluie distribuția sa homoplastică.
Ce nu este o cladogramăEdit
O cladogramă este rezultatul diagramatic al unei analize, care grupează taxonii numai pe baza sinapomorfiilor.Există mulți alți algoritmi filogenetici care tratează datele oarecum diferit și duc la arbori filogenetici care arată ca cladograme, dar nu sunt cladograme. De exemplu, algoritmii fenetici, cum ar fi UPGMA și Neighbor-Joining, se grupează după asemănarea generală și tratează atât sinapomorfii, cât și simplesiomorfii ca dovezi ale grupării. Diagramele rezultate sunt fenograme, nu cladograme. În mod similar, rezultatele metodelor bazate pe model (Maxim Probabilități sau abordări bayesiene) care iau în considerare atât ordinea de ramificare, cât și „lungimea ramurii”, consideră atât sinapomorfii, cât și autapomorfii ca dovezi pro sau împotriva grupării, nici diagramele care rezultă din aceste tipuri de analize nu sunt cladograme.
Selecție cladogramă Editare
Există mai mulți algoritmi disponibili pentru a identifica „cea mai bună” cladogramă. Majoritatea algoritmilor folosesc o valoare pentru a măsura cât de consistentă este o cladogramă candidată cu datele. Majoritatea algoritmilor de cladogramă utilizează tehnicile matematice de optimizare și minimizare.
În general, algoritmii de generare a cladogramelor trebuie implementați ca programe de calculator, deși unii algoritmi pot fi executați manual atunci când seturile de date sunt modeste (de exemplu, doar câteva specii și câteva caracteristici).
Unii algoritmi sunt utili numai atunci când datele caracteristice sunt moleculare (ADN, ARN); alți algoritmi sunt utili numai atunci când datele caracteristice sunt morfologice. Alți algoritmi pot fi folosiți atunci când datele caracteristice includ atât date moleculare cât și morfologice.
Algoritmii pentru cladograme sau alte tipuri de arbori filogenetici includ cele mai mici pătrate, îmbinarea vecinilor, parsimonia, probabilitatea maximă și inferența bayesiană.
Biologii folosesc uneori termenul de parsimonie pentru un anumit tip de algoritm de generare a cladogramelor și uneori ca termen general pentru toți algoritmii filogenetici.
Algoritmii care realizează sarcini de optimizare (cum ar fi cladogramele de construcție) pot să fie sensibil la ordinea în care sunt prezentate datele de intrare (lista speciilor și caracteristicile acestora). Introducerea datelor în diferite ordine poate determina același algoritm să producă „cele mai bune” cladograme diferite. În aceste situații, utilizatorul ar trebui să introducă datele în diferite ordine și să compare rezultatele.
Utilizarea unor algoritmi diferiți pe un singur set de date poate produce uneori cladograme „cele mai bune” diferite, deoarece fiecare algoritm poate avea o definiție unică din ceea ce este „cel mai bun”.
Datorită numărului astronomic de posibile cladograme, algoritmii nu pot garanta că soluția este cea mai bună soluție generală. O cladogramă non-optimă va fi selectată dacă programul se așează pe un minim local, mai degrabă decât pe minimul global dorit. Pentru a ajuta la rezolvarea acestei probleme, mulți algoritmi de cladogramă utilizează o abordare de recoacere simulată pentru a crește probabilitatea ca cladograma selectată să fie cea optimă.
Poziția bazală este direcția bazei (sau rădăcinii) unei rădăcini înrădăcinate. arborele sau cladograma filogenetică. O cladă bazală este cea mai veche cladă (de un anumit rang taxonomic) care se ramifică într-o cladă mai mare.