Drzewo filogenetyczne jądrowców. Inne grupy pokazane pobieżnie

Drzewo filogenetyczne lub drzewo rodowe – graf acykliczny przedstawiający ewolucyjne zależności pomiędzy sekwencjami lub gatunkami wszystkich organizmów żywych, podobnie jak pokrewieństwo w rodzie ludzkim obrazuje drzewo genealogiczne.

Jest to rodzaj dendrogramu, w którym podstawa (pień) drzewa filogenetycznego symbolizuje wspólnego przodka taksonów znajdujących się wyżej (czyli bardziej współczesnych i wyżej stojących ewolucyjnie), konary odpowiadają taksonom potomnym; długość gałęzi, a czasem również kąt pomiędzy nimi, określają tempo zachodzących przemian ewolucyjnych.

Zazwyczaj na takim schemacie uwzględnia się także taksony wymarłe. Są one oznaczone krzyżykiem.

Historia

Już starożytni uczeni (Arystoteles) zauważyli, że organizmy można podzielić pod względem stopnia komplikacji budowy na prostsze i bardziej złożone, mające krew czerwoną i nie mające krwi.

Wyróżniane grupy organizmów przedstawiano rysując coś w rodzaju drabiny, gdzie na wyższych szczeblach umieszczano organizmy wyżej stojące (wg rysującego). Bardzo popularne były też przedstawienia w układzie dychotomicznym. Takie rysunki nie miały pokazywać pokrewieństwa, miały jedynie ułatwiać klasyfikację i zapamiętywanie. Arystoteles znał około 520 gatunków natomiast Linneusz już 7-8 tys. Dendrogramy coraz bardziej się komplikowały i coraz bardziej przypominały drzewo.

Dopiero rozwój teorii ewolucji i postawienie wprost pytania, kto z kim jest spokrewniony, pozwoliło na stworzenie pierwszych drzew filogenetycznych. Karol Darwin swoją próbę przedstawienia filogenetycznego pokrewieństwa nazwał „Drzewem życia”. Budowa tego drzewa trwa do dziś. Zajmuje się tym kladystyka (taksonomia filogenetyczna), dziedzina współczesnej systematyki). Jest to ważne zagadnienie, gdyż współczesna systematyka, w odróżnieniu od dawniejszej (np. w czasach Linneusza), opierającej się na podobieństwie (systematyka sztuczna), opiera się przede wszystkim na pokrewieństwie (systematyka naturalna).

Koncepcja drzewa filogenetycznego we współczesnej biologii

W roku 2009 ogłoszono, iż badania molekularne dotyczące białek i DNA obaliły koncepcje drzewa filogenetycznego Darwina. Darwin argumentował, że drzewo filogenetyczne jest faktem przyrodniczym wymagającym wyjaśnienia. Proponował za wyjaśnienie ewolucje poprzez dobór naturalny. W koncepcji Darwina drzewo filogenetyczne było podstawową zasadą rozumienia historii życia na Ziemi. Z tej koncepcji wynikało, że najpierw pojawił się ostatni uniwersalny przodek wszystkich żywych form - LUCA - to z niego wyrósł pień drzewa filogenetycznego. Z pnia zaczęły wyrastać gałęzie, by utworzyć wielkie rozgałęzione drzewo. Każda gałąź drzewa reprezentowała osobny gatunek. Punkt rozgałęzienia w drzewie to miejsce, gdzie z jednego gatunku ewoluowały kolejne. Organizmy reprezentowane przez najwyżej sięgające gałęzie na drzewie filogenetycznym to organizmy, które przetrwały do dziś.