Филогенетическое дерево — это диаграмма, отображающая эволюционную историю группы организмов. Деревья могут отражать взаимоотношения между любыми родственными группами, от всего живого на Земле до отдельных подвидов водорослей. Филогенез предполагает, что у каждого организма есть общий предок и что все организмы вписываются в древо жизни. Хотя филогенетические деревья часто являются гипотезами, основанными на косвенных доказательствах, они, тем не менее, полезны в исследованиях эволюции и происхождения.
Одной из важных характеристик филогенетических деревьев является узел — точка, где одна ветвь разделяется на две. Каждый узел представляет собой предка будущих организмов, которые будут развиваться в двух отдельных линиях. Если следовать за узлом до самых кончиков, можно проследить линию от общего предка в узле до его потомков на ветвях. На верхушках филогенетического дерева находятся конечные потомки предков, расположенных дальше по ветвям. Каждая ветвь символизирует последовательность эволюции организмов. Например, ветвь, ведущая к вершине с надписью «мышь», включает в себя цепочку организмов, эволюционировавших до превращения в мышей, но еще не ставших ими.
Филогенетические деревья позволяют увидеть, насколько тесно связаны между собой два организма. В филогенезе родство имеет очень простое значение: чем более поздний общий предок, или узел, тем более тесно связаны два организма. Исходя из этого принципа, братья и сестры более тесно связаны друг с другом, чем внуки со своими бабушками и дедушками, потому что у братьев и сестер более поздний общий предок — их родитель. По той же логике, грызуны и люди более близки друг другу, чем змеи и люди, потому что общий предок грызунов и людей появился гораздо позже. Понятие «недавний» здесь основано не на реальных календарных годах, а на количестве эволюционных изменений между двумя организмами. Поскольку между людьми и змеями произошло больше генеалогических изменений, чем между людьми и грызунами, у нас с грызунами более поздний общий предок.
Читая филогению, обязательно читайте от узлов к вершинам. Филогении изображают линии происхождения, а не сходства. Даже если две ветви или вершины находятся рядом друг с другом, это не обязательно означает, что их организмы более тесно связаны. Чтобы определить родство, проследите за тем, как они переходят от узлов к верхушкам.
Иллюстрации филогенетических деревьев могут быть разными, но при этом содержать одну и ту же информацию. Филогенетические деревья иногда рисуют с диагональными ветвями, иногда прямоугольными, а иногда даже круглыми, но форма не имеет значения. Дерево также может быть направлено в любую сторону. Кроме того, направление, в котором направлена каждая ветвь, может меняться без изменения смысла филогении. Как бы ни выглядело дерево, ключ к его пониманию — это определение местоположения узлов и вершин.
Один из способов классификации частей филогенетического дерева — различать монофилетические и парафилетические группы. Монофилетическая группа, обычно называемая кладой, включает предка и всех его потомков. Напротив, парафилетическая группа включает предка и только некоторых его потомков, а остальные остаются в стороне. Существует простой визуальный прием для определения монофилетической или парафилетической группы: если вы можете отсечь группу от остальной части дерева одним срезом, то группа монофилетическая. Если для отсечения группы требуется несколько срезов, она парафилетична. Эти различия являются полезным инструментом для расшифровки и анализа филогенетических деревьев.
