CLADOGRAMA: PER A QUÈ SERVEIX I EXEMPLES - BIOLOGIA - 2025

Un cladograma és un diagrama o esquema ramificat de les característiques compartides per un grup d'organismes, representant la història evolutiva més probable de l'llinatge. La reconstrucció és realitzada seguint la metodologia proposada pel biòleg Willi Hennig.

Els cladogrames es caracteritzen perquè agrupen a les taxa basant-se en les seves sinapomorfies o caràcters derivats que són de caràcter compartit.

Per a què serveix?

Els cladogrames permeten visualitzar les relacions filogenètiques entre un grup o grups d'organismes d'interès.

En la biologia evolutiva, aquests diagrames fan possible l'elaboració dels arbres filogenètics i, per tant, reconstruir la història evolutiva d'un grup, ajudant a definir la seva classificació i rangs taxonòmics.

A més, ajuda a elucidar els mecanismes evolutius examinant la manera en la qual els organismes canvien en el temps, la direcció d'aquest canvi i la freqüència en què ho fan.

Com s'elabora?

Un dels objectius principals dels biòlegs evolutius és trobar la posició de les espècies en el "arbre de la vida". Per aconseguir-ho analitzen diferents característiques en els organismes, ja siguin morfològiques, ecològiques, etològiques, fisiològiques o moleculars.

Les característiques morfològiques dels individus han estat àmpliament usades per establir la seva classificació; però, arriba un punt en el qual no són suficients per discriminar en branques específiques de l'arbre. En aquest cas, les eines moleculars ajuden a discernir aquestes relacions.

Una vegada que s'escull el caràcter, es construeixen les hipòtesis de les relacions de parentiu entre les espècies d'interès i es representen de manera esquemàtica.

En aquest diagrama les ramificacions representen ancestres hipotètics en on va ocórrer un esdeveniment de cladogénesis o separació dels llinatges evolutius. A la fi de cada branca es situen cadascun dels taxa que van ser inclosos en l'anàlisi inicial, ja siguin espècies, gèneres, entre d'altres.

homologies

Per poder establir les relacions entre un grup d'organismes han d'usar-caràcters homòlegs; és a dir, dues característiques que comparteixen un ancestre en comú. Un caràcter es considera homòleg si van adquirir el seu estat actual per herència directa.

Per exemple, les extremitats superiors d'humans, gossos, ocells i balenes són homòlogues entre si. Encara que compleixen diferents funcions ia simple vista llueixen molt diferents, el patró estructural dels ossos és igual en els grups: tots tenen un húmer, seguit de l'ràdio i la ulna.

En contrast, les ales de ratpenats i aus (aquesta vegada en funció de l'estructura per volar) no són homòlogues perquè no van adquirir aquestes estructures per herència directa. L'ancestre comú d'aquests vertebrats voladors no presentava ales i tots dos grups ho van adquirir de manera convergent.

Si volem deduir les relacions filogenètiques, aquests caràcters no són útils perquè, encara que són similars, no indiquen adequadament la ancestría comuna dels organismes.

Caràcters primitius i derivats compartits

Ara bé, un caràcter homòleg de tots els mamífers és la columna vertebral. No obstant això, aquesta estructura no serveix per diferenciar els mamífers d'altres taxa, perquè altres grups -com peixos i reptiles- posseeixen la columna vertebral. En el llenguatge cladista aquest tipus de caràcter es denomina caràcter primitiu compartit o simplesiomorfía.

Si volem establir les relacions filogenètiques entre els mamífers usant com a criteri la columna vertebral, no podríem arribar a cap conclusió fiable.

En el cas de els cabells, és un caràcter compartit per tots els mamífers que no existeix en altres grups de vertebrats. Per això, és un caràcter derivat compartit -sinapomorfía- i es considera una novetat evolutiva d'un clado en específic.

Per elaborar un cladograma la sistemàtica filogenètica proposa la formació dels grups taxonòmics usant caràcters derivats compartits.

Escoles de classificació: el cladisme

Per establir la classificació i les relacions filogenètiques entre els organismes cal recórrer a normes objectives que facin servir un mètode rigorós per dilucidar aquests patrons.

Per tal d'evitar criteris subjectius, sorgeixen les escoles de classificació: la taxonomia evolutiva tradicional i el cladisme.

El cladisme (de el grec clados, que significa «branca») o sistemàtica filogenètica va ser desenvolupada l'any 1950 per l'entomòleg alemany Willi Hennig, i posseeix àmplia acceptació per la seva rigorositat metodològica.

Els cladistas construeixen cladogrames que representen les relacions genealògiques entre les espècies i altres tàxons terminals. De la mateixa manera, busquen conjunts ordenats de caràcters derivats compartits o sinapomorfies.

Aquesta escola no utilitza caràcters ancestrals compartits o simplesiomorfias i només atorga validesa als grups monofilètics; és a dir, agrupacions que inclouen l'ancestre comú més recent i tots els descendents.

Els grups parafilètics (agrupacions d'organismes que inclouen a l'ancestre comú més recent, excloent a alguns dels seus descendents) o poliféticos (agrupacions d'organismes provinents de diferents ancestres) no són vàlids per als cladistas.

Principi de parsimònia

És possible que a l'elaborar un cladograma s'obtinguin diverses representacions gràfiques que exhibeixin diferents històries evolutives d'un mateix grup d'organismes. En aquest cas es tria el cladograma més "parsimoniós", que conté el menor nombre de transformacions.

A la llum de la parsimònia, la millor solució a un problema és aquella que requereixi el menor nombre de suposicions. En el camp de la biologia això s'interpreta com un menor nombre de canvis evolutius.

Diferències entre cladogrames i arbres filogenètics

Generalment els taxònoms solen establir diferències tècniques entre un cladograma i un arbre filogenètic. Cal aclarir que un cladograma no és equivalent estrictament a un arbre filogenètic.

Les branques d'un cladograma són una manera formal d'indicar una jerarquia imbricada de clados, mentre que en un arbre filogenètic les branques són representacions de llinatges que han ocorregut en el passat. En altres paraules, el cladograma no implica una història evolutiva.

Per a l'obtenció d'un arbre filogenètic és necessari afegir informació extra: interpretacions addicionals relacionades amb els ancestres, la durada dels llinatges en el temps i la quantitat de canvis evolutius que han ocorregut entre els llinatges estudiats.

Per això, els cladogrames són les primeres aproximacions per a la creació final d'un arbre filogenètic, indicant el possible patró de ramificació.

exemples

amniotas

El cladograma dels amniotes representa tres grups de vertebrats tetràpodes: rèptils, aus i mamífers. Tots aquests es caracteritzen per la presència de quatre capes (còrion, alantoides, amnios i sac vitel·lí) en l'embrió.

Cal notar que el concepte de "rèptil" és parafilètic, ja que exclou les aus; per aquesta raó és rebutjat pels cladistas.

simis

El cladograma dels simis inclou els gèneres: Hylobates, Poso, Gorilla, Pa i Homo. Popularment, el concepte de simi és parafilético, perquè exclou el gènere Homo (nosaltres els humans).

referències

1. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologia. Ed. Mèdica Panamericana.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitació a la Biologia. Ed. Mèdica Panamericana.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrated principles of zoology. New York: McGraw-Hill.
4. Kardong, KV (2002). Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. McGraw-Hill.
5. Soler, M. (2002). Evolució: la base de la Biologia. Projecte Sud.