Filogenia

Filogenia (grezieratik φυλή, phylon, "klasea", "arraza" eta Γένεσις, genesis, "sorrera", "jaiotza") taxoien historia ebolutiboa da, hau da, izaki bizidun guztiak sailkatzen diren taldeak. Azterketa filogenetikoa horiek berreraikitzeaz arduratzen den gaia da, zuhaitz filogenetiko gisa irudikatzen dena.

Zuhaitz filogenetikoa bidez irudikatzen da, eta hauei esker, nukleotido edo proteinen sekuentzia behatuz eta hauen konbinaketaz, sekuentzia ebolutibo ulergarri bat egin daiteke, zeina eboluzio modelo edo diagrama batekin deskribatu edo adierazten den. Honen bidez, garai batean gertatutako pasarte ebolutiboen berri izateko aukera eskaintzen da eta gainera, sekuentzien bidezko eboluzio-prozesuari buruzko informazio gehiago eskuratu ere, hau da, organismoen arteko erlazio ebolutiboak adierazten dira.

Patroi honen bidez ikus daiteke nola espezie batzuk beste antzinako komuneko espezie batzuen eboluziotik datozen eta horrela, filogenian oinarritzen diren sailkapen-sistemen bidez, hau ere ikustea posible egiten du.

Zuhaitz filogenetiko bat sortzeko, zientifikoek orokorrean, barne-hartzen diren espezie edo taldeen ezaugarri ugari ikertzen eta alderatzen dituzte. Ezaugarri horiek izan daitezke, kanpo morfologia (forma eta itxura), barne-anatomia, izaera, bide biokimikoak, DNA sekuentziak eta proteina sekuentziak eta baita fosilen ezaugarriak ere.

Zuhaitz zehatz eta esanguratsuak sortzeko, biologoek oro har ezaugarri ezberdinak erabiltzen dituzte (informazio inperfektu bat duen zuhaitz akastun bat izateko edozein aukera murriztuko duena). Hala ere, zuhaitz filogenetikoak hipotesi hutsak dira, ez behin betiko erantzunak, eta sortutako informazioa bezain egokiak dira. Ikerketara bideratua dagoen informazio eskuragarri berria argitaratu ahala, zuhaitzak berrikertuak eta eguneratuak izaten dira denborarekin; gaur egungo DNA sekuentziarekin espezie ezberdinen geneak alderatzea errazten du eta frogaketak egitea ere, beraz.

Adarkatze puntu bakoitzean, adarkatutako espezie bakoitzaren aurrekari komuna egongo da. Adibidez, A eta B adarkatzen diren puntuan, A eta B espezieen aurrekari komun gertukoena topatuko litzateke. Adibidean agertzen den zuhaitzeko lehen adarkatzean, A,B,C,D eta E espezieen aurrekari komun gertukoena topatuko litzateke.

Ikerketa filogenetikoaren puntuak

Galdera batekin hasi
Galdera erantzungo duten modelo eta parametroak identifikatu
Sekuentzia datuak jaso (genetika sekuentziak)
Gene ortologo sekuentziak identifikatu
Sekuentziak parekatu
Datuetan oinarritu zuhaitza sortzeko
Errore aukerak identifikatu parametro bidez
Galdera erantzun da?

Zergatik da garrantzitsua filogenia?

Gene, genoma, espezie eta sekuentzia molekularren arteko erlazio ulergarritasuna aberasten du, izan ere, gaur egunera arte emandako sekuentzia ebolutibo baten berri ematen digu, baina baita, etorkizunean izango dituen aldaera ebolutiboen berri ere eta haue hainbat erabilpenetan aberasgarria litzateke.

Sailkapena: erlazio patroi zehatzagoak eskaintzen dizkigu sekuentziazio molekularrari esker. Honi esker, Linneok proposatutako sailkapenean barnera daitezke espezie berriak.
Forentsea: epaiketetan DNA ebidentzietarako erabiltzen da filogenetika, hala nola, aita-seme erlazio ezezaguna dagoenean, janari intoxikazioa, etab.
Patogenia sorkuntzaren identifikatzea: gaixotasun berri baten eratorriaren ezagutza errazten du, hau da, zein espezieri erlazionaturik dagoen, transmisio-bidea, osasun publikoko gomendioetarako erabilgarria dena.
Kontserbazioa: desagerpen zorian dauden espezieekin erabakiak hartu behar direnerako ere lagungarria da.
Erabilpen bioinformatikoa: filogenetikan jarraitzen den algoritmo matematikoa, software ezberdinen sorkuntzarako erabilgarria da.

Nola sortu zuhaitz filogenetiko bat?

Organismoen erlazio ebolutiboen hipotesiak irudikatzen dituen sistema da. Hauek ezaugarri morfologiko, biokimiko, molekular patroia jarraituta sor daitezke.

Espezieen zuhaitz filogenetiko sorkuntzan, espezie horiek zenbat eta gertuagokoak izan, gene edo proteina sekuentzia antzekoagoak izango dira. Aldiz, zenbat eta urrutiago edo erlazio gutxiagoa izan, are desberdinagoak izango dira sekuentziak.

Zuhaitz filogenetiko batean, interesatzen duten espezieak zuhaitz-adarren puntetan ezartzen dira. Adarrak elkar konektatzen dira eboluzio-historia irudikatuz eta horrela, dibergentzia-prozesu (adar-banaketa) batzuen bidez, aurrekari berberetik eratorriak direla ikusaraziz. Adar-banaketa bakoitzean aurrekari komun gertukoena dago eta puntu horretatik behera sortzen diren espezieak, aurrekari horretatik datoz.

Aurrekari komuna zenbat eta orainagokoa izan, espezieak elkarren artean orduan eta erlazionatugorik egongo dira eta aldiz, zenbat eta urrunagokoa edo aspaldikoagoa izan aurrekari komuna, orduan eta txikiagoa izango da elkarren erlazioa.

Zuhaitz filogenetikoak hainbat estilo ekibalenteetan irudika daitezke. Zuhaitza rotatzeak ez du informazioaren aldaketarik eragiten.

Adarkatzea 2 espezie ez ezik, 3 edo espezie gehiago barneratzen badira, politomia deituko zaio puntu horri (poli, asko; tomía, mozte); politomia dagoen puntuan, oro har, informazio nahikorik ez dagoen puntua da, non adarren ordena determinatzeko nahiko informaziorik ez dagoen. Adibide gisa, zuhaitz filogenetiko hau erakusten da (asmatua dago eta saguen antzeko espezieak alderatzen dira eta hauen eboluzioa). Ezaugarri ezberdinak alderatuz, hala nola, isats iletsua, belarri handiak eta bibotea, aurrekari komun horretatik datozen espezie eratorrien banaketa sortzen da, baina, eratorria espezie amankomun berdina dela iksu daiteke.

Parafilia eta polifilia

Talde filogenetikoak edo taxoiak, *taxa*:Monofiletikoa, parafiletikoa eta polifiletikoa

Adibidez, hegazti eta narrasti guztiak, uste denez, arbaso bakar baten ondorengoak dira, eta, beraz, talde taxonomiko hau, (horiz diagraman, monofiletikotzat jotzen da. Egungo narrastiek ere, talde bezala, badute arbaso bakar bat, baina talde horrek, egungo narrastiak, alegia, ez ditu bere baitan hartzen arbaso bakar horren ondorengo guztiak, hegaztiak kanpoan geratzen baitira (zian kolorekoa diagraman), eta, horregatik, halako talde bati buruz, parafiletikoa dela esaten da. Odol beroko ornodunak izango lituzkeen talde batek, hegaztiak eta ugaztunak baino ez lituzke hartuko bere baitan, eta, talde hau (gorri eta laranja kolorekoa diagraman), polifiletikoa izango litzateke, talde honetako izakien artean ez bailitzateke bien arbaso berriena egongo. Odol beroko animalia guztiak, odol hotzeko arbaso baten ondorengo dira. Endotermismoa (odol beroa), bi aldiz agertu da, modu independentean. Alde batetik, ugaztunen arbasoan, eta, bestetik, hegaztien arbasoan (beharbada, dinosauroetan ere bai).