CLADOGRAM: WAAR HET VOOR IS EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2026

Een cladogram is een vertakkingsdiagram of schema van de kenmerken die door een groep organismen worden gedeeld, en vertegenwoordigt de meest waarschijnlijke evolutionaire geschiedenis van de lijn. De reconstructie wordt uitgevoerd volgens de methodologie voorgesteld door de bioloog Willi Hennig.

Cladogrammen worden gekenmerkt door het groeperen van taxa op basis van hun synapomorfieën of afgeleide karakters die worden gedeeld.

Waar is het voor?

Met cladogrammen kunt u de fylogenetische relaties tussen een groep of groepen interessante organismen visualiseren.

In de evolutiebiologie maken deze diagrammen het mogelijk om fylogenetische bomen uit te werken en zo de evolutionaire geschiedenis van een groep te reconstrueren, om zo de classificatie en taxonomische reeksen te helpen definiëren.

Bovendien helpt het om evolutionaire mechanismen te verhelderen door de manier te onderzoeken waarop organismen in de loop van de tijd veranderen, de richting van deze verandering en de frequentie waarmee ze dat doen.

Zoals uitgewerkt?

Een van de belangrijkste doelen van evolutiebiologen is om de positie van soorten op de "boom des levens" te vinden. Om dit te bereiken analyseren ze verschillende kenmerken van organismen, of ze nu morfologisch, ecologisch, ethologisch, fysiologisch of moleculair zijn.

De morfologische kenmerken van de individuen zijn op grote schaal gebruikt om hun classificatie vast te stellen; er komt echter een punt waarop ze niet genoeg zijn om onderscheid te maken op specifieke takken van de boom. In dit geval helpen moleculaire hulpmiddelen om deze relaties te onderscheiden.

Als de eigenschap eenmaal is gekozen, worden hypothesen van verwantschapsrelaties tussen de soorten van interesse geconstrueerd en schematisch weergegeven.

In dit diagram vertegenwoordigen de takken hypothetische voorouders waar een gebeurtenis van cladogenese of scheiding van evolutionaire geslachten plaatsvond. Aan het einde van elke tak bevinden zich elk van de taxa die in de eerste analyse zijn opgenomen, of het nu gaat om soorten, geslachten, onder andere.

Homologieën

Om relaties tussen een groep organismen tot stand te brengen, moeten homologe karakters worden gebruikt; dat zijn twee kenmerken die een gemeenschappelijke voorouder delen. Een personage wordt als homoloog beschouwd als ze hun huidige staat hebben verkregen door directe overerving.

De bovenste ledematen van mensen, honden, vogels en walvissen zijn bijvoorbeeld homoloog aan elkaar. Hoewel ze verschillende functies vervullen en er op het eerste gezicht heel anders uitzien, is het structuurpatroon van de botten in de groepen hetzelfde: ze hebben allemaal een opperarmbeen, gevolgd door de straal en de ellepijp.

Daarentegen zijn de vleugels van vleermuizen en vogels (dit keer gebaseerd op de structuur om te vliegen) niet homoloog omdat ze deze structuren niet door directe overerving hebben verworven. De gemeenschappelijke voorouder van deze vliegende gewervelde dieren had geen vleugels en beide groepen verwierven het op een convergente manier.

Als we de fylogenetische relaties willen afleiden, zijn deze karakters niet bruikbaar omdat ze, hoewel ze vergelijkbaar zijn, niet voldoende de gemeenschappelijke afkomst van de organismen aangeven.

Gedeelde primitieve en afgeleide karakters

Nu vormt een homoloog karakter van alle zoogdieren de ruggengraat. Deze structuur dient echter niet om zoogdieren te onderscheiden van andere taxa, omdat andere groepen - zoals vissen en reptielen - ruggengraten hebben. In cladistische taal wordt dit type karakter primitief gedeeld karakter of simpleiomorphy genoemd.

Als we de fylogenetische relaties tussen zoogdieren willen vaststellen met de wervelkolom als criterium, kunnen we geen betrouwbare conclusie trekken.

In het geval van haar is het een kenmerk dat door alle zoogdieren wordt gedeeld en dat niet voorkomt in andere groepen gewervelde dieren. Om deze reden is het een gedeeld afgeleid karakter - synapomorfie - en wordt het beschouwd als een evolutionaire nieuwigheid van een specifieke clade.

Om een ​​cladogram uit te werken, stelt de fylogenetische systematiek de vorming van taxonomische groepen voor met behulp van gedeelde afgeleide karakters.

Classificatie scholen: cladism

Om de classificatie en fylogenetische relaties tussen organismen vast te stellen, is het noodzakelijk om toevlucht te nemen tot objectieve normen die een rigoureuze methode gebruiken om deze patronen op te helderen.

Om subjectieve criteria te vermijden, ontstaan ​​classificatiescholen: traditionele evolutionaire taxonomie en cladisme.

Cladisme (van het Griekse clados, wat "tak" betekent) of fylogenetische systematiek werd in 1950 ontwikkeld door de Duitse entomoloog Willi Hennig, en wordt algemeen aanvaard vanwege zijn methodologische nauwkeurigheid.

Cladisten construeren cladogrammen die de genealogische relaties tussen soorten en andere terminale taxa vertegenwoordigen. Evenzo zoeken ze naar geordende sets van gedeelde afgeleide karakters of synapomorfieën.

Deze school gebruikt geen gedeelde voorouderlijke karakters of simpleiomorfieën en verleent alleen geldigheid aan monofyletische groepen; dat wil zeggen groepen die de meest recente gemeenschappelijke voorouder en alle nakomelingen bevatten.

Parafyletische groepen (groeperingen van organismen die de meest recente gemeenschappelijke voorouder omvatten, met uitzondering van enkele van hun nakomelingen) of polyfetica (groepen van organismen van verschillende voorouders) zijn niet geldig voor cladisten.

Principe van spaarzaamheid

Het is mogelijk dat bij het maken van een cladogram verschillende grafische voorstellingen worden verkregen die verschillende evolutionaire geschiedenissen van dezelfde groep organismen laten zien. In dit geval wordt de meest "spaarzame" cladogram gekozen, die het minste aantal transformaties bevat.

In het licht van spaarzaamheid is de beste oplossing voor een probleem degene die de minste veronderstellingen vereist. In de biologie wordt dit geïnterpreteerd als minder evolutionaire veranderingen.

Verschillen tussen cladogrammen en fylogenetische bomen

Over het algemeen hebben taxonomen de neiging om technische verschillen vast te stellen tussen een cladogram en een fylogenetische boom. Het is noodzakelijk om te verduidelijken dat een cladogram niet strikt gelijk is aan een fylogenetische boom.

De takken van een cladogram zijn een formele manier om een ​​geneste hiërarchie van clades aan te duiden, terwijl in een fylogenetische boom de takken representaties zijn van geslachten die in het verleden hebben plaatsgevonden. Met andere woorden, het cladogram impliceert geen evolutionaire geschiedenis.

Om een ​​fylogenetische boom te verkrijgen is het nodig om extra informatie toe te voegen: bijkomende interpretaties gerelateerd aan de voorouders, de duur van de lijnen in de tijd en de hoeveelheid evolutionaire veranderingen die hebben plaatsgevonden tussen de bestudeerde lijnen.

Daarom zijn cladogrammen de eerste benaderingen voor de uiteindelijke creatie van een fylogenetische boom, die het mogelijke vertakkingspatroon aangeeft.

Voorbeelden

Amnioten

Het cladogram van amnioten vertegenwoordigt drie groepen tetrapod-gewervelde dieren: reptielen, vogels en zoogdieren. Deze worden allemaal gekenmerkt door de aanwezigheid van vier lagen (chorion, allantois, amnion en dooierzak) in het embryo.

Merk op dat het concept van "reptiel" parafyletisch is, aangezien het vogels uitsluit; om deze reden wordt het afgewezen door de cladisten.

Apen

De cladogram van de apen omvat de geslachten: Hylobates, Pongo, Gorilla, Pan en Homo. In de volksmond is het concept van aap parafyletisch, omdat het het geslacht Homo (wij mensen) uitsluit.

Referenties

1. Campbell, NA en Reece, JB (2007). Biologie. Panamerican Medical Ed.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Uitnodiging voor biologie. Panamerican Medical Ed.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie. New York: McGraw - Hill.
4. Kardong, KV (2002). Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
5. Soler, M. (2002). Evolutie: de basis van biologie. Zuid-project.