– [Istruttore] Gli alberi filogenetici rappresentano l’evoluzione delle relazioni tra organismi. Le relazioni assumono la forma di un albero con cime, rami, nodi e una radice. In particolare, le punte dell’albero rappresentano taxa esistenti o viventi. E i rami indicano cambiamenti evolutivi tra antenati e discendenti, come il cambiamento nella sequenza del DNA, o l’evoluzione di una caratteristica come le piume. Gruppi che condividono un antenato comune immediato, taxa sorelle, sono i parenti più stretti e condividono nodi, punti in cui i rami si incontrano come lucertole e uccelli, roditori e umani. Un nodo basale corrisponde all’antenato comune più recente di tutti gli organismi nell’albero. Gli alberi filogenetici raggruppano gli organismi che sono discendenti di un antenato comune. Quando un gruppo contiene l’antenato comune più recente e tutti i suoi discendenti, si chiama clade o un gruppo monofiletico. Ad esempio, tutti i vertebrati viventi con piume sono considerati uccelli. Un gruppo parafiletico comprende una specie ancestrale comune alcuni dei suoi discendenti. Ad esempio, tutti gli animali squamosi con quattro zampe sono rettili con l’esclusione di mammiferi e uccelli. Storicamente, anche i biologi si sono classificati alcuni organismi polifletici. Questa designazione abbandonata raggruppava gli organismi che non condividono un antenato comune immediato. Ad esempio, gli insettivori sono senza denti, mammiferi che mangiano insetti. Le relazioni evolutive tra gli organismi possono essere determinate confrontando le caratteristiche morfologiche o genetiche. Per costruire alberi filogenetici precisi, gli scienziati si sono rivolti a metodi, come la massima parsimonia e la massima verosimiglianza. Usando la massima parsimonia, si assume la minima quantità di cambiamento tra organismi. Considerare la disposizione di alci, salmoni e balene su un albero filogenetico. Sia il salmone che la balena sono animali marini. La spiegazione più semplice sembrerebbe che il salmone e le balene sono un gruppo monofiletico. Uno sguardo più attento alla loro anatomia, tuttavia, rivela che la balena e l’alce sono più strettamente correlate. Mettere insieme alci e balene presuppone meno cambiamenti evolutivi, uno scenario meno complicato è l’obiettivo dell’analisi di massima parsimonia. Un approccio alternativo, la massima verosimiglianza, tiene conto del fatto che non tutte le modifiche sono ugualmente probabili. Quindi si può costruire un albero filogenetico basato sullo scenario più probabile che porta agli organismi osservati. Ad esempio, gli scienziati che stanno costruendo l’albero filogenetico delle sequenze di DNA, potrebbero prendere in considerazione che l’adenina è più facilmente sostituibile dalla guanina che dalla tiamina. Algoritmi informatici sofisticati aiutano la costruzione degli alberi filogenetici più parsimoniosi e verosimili.
