La cladistica è lo strumento essenziale e fondamentale della biologia evolutiva. Con esso, le relazioni evolutive tra gli esseri viventi sono determinate in base ai loro caratteri condivisi.
Sai come funziona questa branca della scienza? Conosci la sua importanza nella società moderna? Se desideri ricevere una risposta a queste domande, ti invitiamo a continuare a leggere.
Il metodo per classificare gli esseri viventi
La cladistica è un concetto derivato dal grecoklados(ramo), che è definito come un metodo di analisi rigoroso che utilizza le proprietà derivate condivise degli esseri viventi per classificarli.
In altre parole, la cladistica analizza le proprietà che differenziano un insieme di esseri viventi di altri.
Questo metodo è il più importante delle scuole filogenetiche, cioè, i rami della biologia che studiano le relazioni evolutive tra tutti gli esseri viventi e, naturalmente, gli animali.
L'entomologo tedesco Will Hennig è considerato il padre della cladistica, unificando tutte le idee esistenti finora in un insieme coerente.
I metodi utilizzati dalla cladistica sono vari, ma si basano su alcuni semplici principi. Successivamente vedremo quali sono.
Gli alberi filogenetici consentono la classificazione degli esseri viventi.
Il principio della massima parsimonia
Il principio della massima parsimonia è alla base di tutte le relazioni filogenetiche. Postula che, per stabilire relazioni evolutive tra due gruppi di animali, si consideri sempre il numero minimo di cambiamenti che vadano da caratteri ancestrali a derivati.
Questo è logico se teniamo conto che l'evoluzione in natura va sempre "la via più breve": cambiamenti e adattamenti negli animali. vanno a poco a poco e sempre a piccoli passi.
Ad esempio negli animali, possiamo considerare la formazione delle ali negli insetti. Come sembra logico, il percorso che implica il minor numero di cambiamenti è che gli insetti ancestrali non avevano ali.
Successivamente, avrebbero sviluppato un qualche tipo di estensione nel loro torace che li avrebbe aiutati a pianificare e, infine, l'evoluzione avrebbe avuto come risultato l'ala funzionale che conosciamo.
Questo adattamento ha più senso evolutivo del contrario (che avevano le ali fin dall'inizio e le hanno perse). Dunque, gli attributi animali più semplici sono spesso considerati ancestrali.
Cos'è un cladogramma?
Cladistica mira a realizzare cladogrammi. Un cladogramma non è altro che un diagramma ad albero in cui sono correlati i rami evolutivi.
Ogni ramo di un albero è chiamato clade. Ogni clade è un gruppo differenziato dagli altri da un carattere derivato o sinapomorfia.
Cioè, se in una classificazione separiamo i mammiferi da un gruppo formato dal resto dei vertebrati, la possibile sinapomorfia che li separerebbe potrebbe essere la presenza di placenta nella loro fecondazione interna, caratteristica unica dei mammiferi.
Così che, i cladogrammi si formano sulla base delle novità evolutive (o sinapomorfie) che evolvono da un carattere ancestrale. Tuttavia, può accadere che gli animali perdano attributi e ritornino al carattere ancestrale.
Un esempio molto classico è la presenza di cinque dita nei primati, carattere ancestrale che ha portato a quattro e che è stato recuperato in questa famiglia. Tuttavia, queste simpleiomorfie non sono considerate per la realizzazione di cladogrammi.
Dalle ossa al DNA
Le informazioni su cui si basano i ricercatori per la relazione filogenetica sono cambiate notevolmente nel tempo. In origine, i biologi evoluzionisti hanno lavorato con caratteri morfologici, come il numero o la dimensione di alcune ossa.
Era l'età d'oro dell'anatomia comparata, poiché si mettevano a confronto alcuni personaggi e in base alle somiglianze o differenze si classificavano gli animali: hanno la spina dorsale o no? (vertebrati o invertebrati) hanno un uovo amniotico o no? (anfibi o rettili) hanno il pollice opponibile al piede o no? (scimpanzé o umani).
Queste tecniche, seppur adeguate, caddero in disuso a partire dalla fine del XX secolo con la scoperta di tecniche molecolari e del DNA.
Con loro, gli scienziati possono confrontare enormi catene di materiale genetico sequenziate nei database. Pertanto, al minimo cambiamento nella sequenza delle basi del DNA, gli scienziati possono rilevare minuscole variazioni evolutive.
Con l'aiuto di programmi per computer, queste modifiche possono consentire la formazione di cladogrammi estremamente complessi che hanno talvolta messo in scacco teorie evoluzionistiche di tutto rispetto, come quando è stato dimostrato che gli eucarioti sono in realtà un ramo degli archaea.
In breve, la cladistica non è altro che uno strumento che aiuta gli scienziati a svelare le relazioni evolutive tra taxa di animali e altri esseri viventi seguendo una serie di semplici principi.