Cladograma
Definición de cladograma
Un cladograma es un diagrama que se utiliza para representar una relación hipotética entre grupos de animales, llamada filogenia. Un científico que estudia la sistemática filogenética utiliza un cladograma para visualizar los grupos de organismos que se comparan, cómo se relacionan y sus ancestros más comunes. Un cladograma puede ser simple, comparando solo dos o tres grupos de organismos, o puede ser enormemente complejo y contener todas las formas de vida conocidas.
El diseño de Cladogram es universal, aunque simple. Un cladograma consiste en los organismos que se están estudiando, las líneas y los nodos donde se cruzan esas líneas. Las líneas representan el tiempo evolutivo o una serie de organismos que conducen a la población a la que se conecta. Los nodos representan ancestros comunes entre especies. En algún momento del pasado se dividió una población de organismos ancestros comunes, dando lugar a los diferentes organismos en estudio. Algunos cladogramas muestran el tiempo evolutivo a través de la escala de las líneas, las líneas más largas significan más tiempo. Algunos cladogramas optaron por mostrar especies extintas, mientras que otros las omitieron. Cualquier cladograma en particular está formulado específicamente para el uso que se necesita.
Un cladograma recibe su nombre de los clados o grupos de organismos que se muestran. Un clado es un grupo de organismos vivos y el ancestro común del que derivan. Los científicos usan sinapomofías, o caracteres derivados compartidos, para definir estos grupos. Por ejemplo, las glándulas mamarias son una característica compartida de los mamíferos. Todos los mamíferos y su antepasado común más antiguo, tenían o tienen glándulas mamarias. Por lo tanto, si estamos mirando un animal no identificado y tratando de colocarlo en un cladograma, si tiene glándulas mamarias sabemos que pertenece a esa rama. Symplesiomorphies, por el contrario, son caracteres que tienen todos los organismos del cladograma. Si el cladograma que incluye a los mamíferos fuera de todos los vertebrados, entonces la presencia de vértebras en nuestro animal desconocido sería una simsiomorfia.
Las simmpliomorfias no nos dicen nada sobre la relación de los diferentes grupos en un cladograma, porque todos los organismos tienen (o tenían) esa característica. A continuación se puede ver un cladograma muy simple de los vertebrados.
Los científicos usan cladogramas para proponer y hacer preguntas sobre las relaciones evolutivas entre diferentes especies. Al dar peso a los caracteres derivados y reconocer las características ancestrales, los científicos pueden comparar diferentes filogenias de los mismos grupos de organismos. Algunos serán muy complejos, ya que los personajes tendrán que surgir de forma independiente en varias líneas. Otros serán simples o parsimoniosos, y contendrá menos cambios entre grupos. Se puede utilizar cualquier conjunto de caracteres para crear un cladograma. El ADN es el método preferido, ya que es increíblemente preciso.
Sin embargo, antes de los días del ADN, los científicos crearon cladogramas precisos utilizando una variedad de otros rasgos. Si bien las relaciones evolutivas entre organismos no se pueden determinar en un rasgo, la combinación de los resultados parsimoniosos de muchos rasgos diferentes conducirá a la filogenia más probable. El cladograma que describe esta filogenia probablemente será el más simple y tendrá la menor cantidad de nodos.
Ejemplos de Cladogramas
Primates
En el cladograma de primates anterior, los diversos grupos de primates que se comparan se enumeran en la parte superior. Los diversos nodos del diagrama representan los diversos antepasados comunes entre los grupos. Los simios, el grupo que contiene humanos y todos los ancestros comunes (nodos) hasta el simio más bajo se consideran un clado o grupo de organismos con caracteres similares debido a su descendencia común. El clado podría extenderse para incluir todo excepto los lémures, los lorises y el nodo más bajo. Si este fuera el caso, la línea que conduce a los lémures se consideraría el grupo externo , mientras que el resto de los primates se consideraría el grupo interno. Estos términos se utilizan simplemente para describir diferentes grupos cuando se analizan en escritos científicos.
Ballenas y animales relacionados
A continuación se muestra un cladograma mucho más complicado de las ballenas y los animales con los que están relacionados. Están representados muchos más grupos, hasta género y especie en algunos casos. En este cladograma, las líneas en negrita representan especies vivas, mientras que las líneas estrechas representan especies extintas del registro fósil. Los números sobre cada línea representan el número de cambios evolutivos que tuvieron que ocurrir en esa rama de la forma ancestral.
Mirando el cuadro superior de Cetaceamorpha, esta rama representa a los cetáceos (ballenas y delfines) y sus ancestros relacionados. Hasta el descubrimiento de los distintos fósiles que cierran la brecha entre hipopótamos y ballenas, la filogenia de este árbol estaba en duda. Sin embargo, estos fósiles han comenzado a cerrar la brecha entre hipopótamos y cetáceos, formando una serie de pequeños pasos. Cerca de la parte superior del diagrama, el número de cambios evolutivos salta de 1 o 2 a 9 o 10 en cada paso. Esto representa una brecha evolutiva que aún no se comprende. Las formas ancestrales de ballenas y delfines presentadas en este cladograma habrían sido animales de aguas poco profundas, como se ve por sus miembros funcionales. A medida que los ancestros de las ballenas se trasladaron hacia el mar, es cada vez menos probable que se encuentren sus restos fosilizados.
Se consideraron muchas características en la creación de este cladograma. Por ejemplo, el grupo externo Ferae es el único grupo que no tiene algún tipo de pezuña o dedos grandes. Además, los Ferae tienen dientes carnívoros especializados. El resto de los grupos se distinguen por diferentes caracteres derivados, como las jorobas en los camellos, la presencia de un rumen en el Ruminantiaphorpha, y otros. Las ballenas son un grupo particularmente difícil de formular hipótesis, debido a la falta de evidencia fósil y la gran diferencia fisiológica entre las ballenas y sus parientes más cercanos. Sin extremidades, por ejemplo, es imposible saber que las ballenas están relacionadas con animales con extremidades a menos que se encuentre alguna evidencia al respecto.
Afortunadamente para la sistemática, los nuevos métodos de análisis de ADN permiten a los científicos comparar el ADN directamente, lo que lleva a una mejor comprensión de cómo se relacionan los organismos y cómo ocurren los cambios entre las poblaciones.
Interpretación de cladogramas
En los siguientes cladogramas, parece que se presentan dos filogenias diferentes. En el cladograma de la derecha, parece que A está más estrechamente relacionado con C que en el cladograma de la izquierda. Esto es simplemente un truco de presentación, pero no representa ningún significado en términos de relación. Estos dos cladogramas representan, de hecho, una única filogenia.
Al crear o leer un cladograma, es importante recordar que las únicas características importantes del cladograma son las líneas y los nodos. En estos dos cladogramas, las longitudes de las líneas son aproximadamente las mismas y, lo que es más importante, los nodos están en los mismos lugares. En ambos diagramas, A y B comparten un nodo que está más alejado del origen de la línea en el diagrama. Esto nos dice que A y B están más estrechamente relacionados que C con cualquier grupo. El orden de A y B, así como la orientación de las líneas, no importa. Un cladograma se puede dibujar de izquierda a derecha, de derecha a izquierda, de arriba hacia abajo o de abajo hacia arriba.
Algunos cladogramas grandes incluso se forman en un círculo para incluir todos los grupos que representan. En algunos cladogramas, el tiempo evolutivo en millones de años se representa para dar una aproximación de las longitudes de las líneas.
Términos de biología relacionados
- Filogenia : relación hipotética entre organismos, representada por un cladograma.
- Symplesiomorphy – Una característica que poseen todos los organismos en un cladograma.
- Sinapomorfia : una característica que solo posee un grupo específico, descendiente de un ancestro común.
- Homoplasia : un carácter compartido que se comparte a través de la evolución convergente, no decente común.
