O Que é uma Árvore Filogenética?

A árvore filogenética (comumente conhecida como árvore evolutiva ou filogenia) é um diagrama com ramos que mostra as relações evolutivas entre diferentes espécies biológicas.

Fonte: khanacademy.org

Como uma árvore filogenética é conhecida como a "árvore da vida", é um entendimento atualizado de uma antiga concepção que diz que a vida progride de níveis inferiores para níveis superiores como uma escada, referindo-se a ela como a Grande Cadeia dos Seres. As primeiras percepções, contornos e esboços representam uma árvore filogenética ramificada que compreende um gráfico paleontológico. Isto indicou principalmente as associações geológicas e correlações entre plantas e animais.

Uma árvore filogenética simples contém várias partes que são mencionadas abaixo:

Taxa

O Taxa é conhecido como as "pontas" dos galhos das árvores ou o estudo que está sendo realizado. Você pode encontrar o "Taxa" em qualquer nível sistemático, indicando as espécies, ordens ou população. Além disso, este "Taxa" é chamada de "OTUs", que é abreviado como "Unidades Taxonômicas Operacionais" em inglês.

Ramos

As linhas sistemáticas e/ou extensíveis de uma árvore são conhecidas como seus ramos que representam a interconexão entre um ou mais objetos.

Nó

As pontas desses ramos ou o ponto onde todos esses galhos estão unidos são conhecidos como "nós". Dentro dos nós, há dois tipos que são os nós "Internos" e "Externos". Os nós internos devem conectar os galhos, enquanto os nós externos são os ângulos que unem o Taxa.

Raiz e Clado

Além disso, algumas árvores têm um nó basal conhecido como a "raiz" da árvore. Aí vem o "Clado", comumente conhecido como o "ancestral" de todas as espécies que se ramificam.

Como todo modelo sistemático, um paradigma de árvore filogenética tem alguns pontos fortes e limitações que são mencionados abaixo.

Pontos Fortes

• O modelo demonstra a origem histórica de qualquer unidade, indivíduo ou espécie.
• A árvore filogenética não classifica as espécies, ao contrário do modelo Linnean que classifica artificialmente os organismos em Reinos. É conhecida por ser uma deturpação porque mostra que diferentes agrupamentos com as fileiras comuns são equivalentes.
• As árvores filogenéticas tendem a fornecer pistas sobre os eventos históricos de diferentes organismos.
• Este modelo ajuda no estudo do desenvolvimento e da progressão de todas as unidades existentes.

Limitações

• Uma árvore filogenética demonstra as hipóteses de desenvolvimento e progressão da vida.
• Elas são tão precisas quanto os dados sobre os quais foram enraizados e demonstrados.
• Os dados provêm das pesquisas e estudos que, até certo ponto, têm parcialidade.
• Portanto, as árvores filogenéticas baseadas nos dados de pesquisa e estudos sempre poderiam ser tendenciosas, manipuladas ou imprecisas.
• Esta árvore filogenética progressiva em forma de escada de guindastes foi desenvolvida a partir de um organismo que não tinha coluna vertebral.
• Assim, os organismos, objetos ou unidades com características diferentes são colocados em grupos diferentes de cada ramificação, com base apenas nas características que compartilham.

Dendrograma

Uma árvore é geralmente conhecida como um Dendrogram. Ela não é necessariamente uma árvore filogenética e é utilizada para representar e demonstrar algo diagramaticamente.

Cronograma

Um Cronograma é um tipo de árvore filogenética que representa o tempo através da extensão de seus ramos.

Filograma

Como seu nome indica, um Filograma é uma árvore filogenética cujo comprimento de ramo é proporcional à quantidade de mudança no caráter.

Cladograma

Este tipo de árvore filogenética é conhecido por demonstrar apenas um padrão de ramificação. Isso significa que seus ramos carecem da representação da época de mudança de caráter. Além disso, os seus nós internos não representam os seus antepassados.

Dahlgrenograma

Este tipo de árvore filogenética demonstra a seção transversal.

Rede Filogenética

Uma rede filogenética não se parece com uma árvore, e é antes um diagrama ou gráfico genérico. É utilizado principalmente para superar os inconvenientes ou limitações fundamentais das árvores.

Fonte: pnas.org

Diagrama Spindle

Um Diagrama Spindle é também conhecido como Diagrama de Bolha usado para representar a diversidade taxonômica contra o tempo geológico. Isto reflete a variação da profusão de várias categorias taxonômicas ao longo do tempo.

Ler uma árvore filogenética é o mesmo que ler algumas árvores genealógicas. No entanto, lhe informaremos como ler uma árvore filogenética passo a passo.

Passo 01: Ver a Raiz como Antepassado e Pontas como Descendentes

A raiz da árvore significa o ancestral comum a partir do qual todas as espécies foram desenvolvidas. E a dica significa o grupo de espécies (uma parte da ancestralidade comum).

Passo 02: Ver as Linhagens das Filhas

O segundo passo é determinar as linhagens filhas que vêm da ancestralidade comum. Divide em dois ou mais ramos criando uma linha de distinção entre uma ou mais espécies.

Passo 03: Ver a Ancestralidade Compartilhada entre as Linhas (Se Alguma)

O terceiro passo é ver se existe alguma linhagem de ancestrais compartilhada entre um grupo de espécies. Veja os pontos B e C na figura abaixo. O ponto B e C têm histórias únicas, ao contrário do ponto A.

Passo 04: Ler o Diagrama Como um Todo

Veja a figura abaixo, e agora você deve ser capaz de lê-la como um todo. A cor laranja mostra que existe um ancestral comum dos pontos A, B e C. Entretanto, a cor verde mostra que B e C têm um ancestral diferente mas comum, e o mesmo vale para o ponto C.

Você pode construir uma árvore filogenética seguindo os passos abaixo mencionados.

Passo 01: Identificar a Espécie Ancestral

O primeiro passo é identificar a espécie mais diferente. Note que terá as diferenças mais mutantes em relação a outras espécies com o maior número.

Passo 02: Identificar a Próxima Espécie Mais Diferente

O próximo passo é procurar as seguintes espécies mais diferentes que compartilham um ancestral comum com as espécies anteriores. Vamos chamar de A.

Passo 03: Começar a Desenhar uma Árvore Filogenética

Comece desenhando uma linha comum e estenda seus ramos para mostrar um possível ancestral comum A dos ramos B e C.

Passo 04: Começar a Adicionar Organismos

Procure as características do outro organismo e veja o organismo mais característico para aquele gene específico.

Passo 05: Adicionar Organismos Remanescentes

Siga o mesmo método e comece a adicionar os organismos restantes analisando as linhas e colunas e encontrando organismos geneticamente idênticos.

Para sua compreensão, aqui temos exemplos de árvores filogenéticas humanas e árvores filogenéticas animais.

Árvore Filogenética Humana

Como você pode ver no diagrama, cada espécie ou indivíduo (neste caso) tem um ancestral comum, e este é seu avô. Em seguida se divide em dois ramos: seu pai e sua tia (irmã de seu pai). E então você, seu irmão e seus primos têm uma história única porque nasceram de pais diferentes, mas têm o mesmo e comum antepassado que seu avô.

Árvore Filogenética Animal

Como você pode ver no diagrama, todos os animais têm o mesmo ancestral em comum, mas estão divididos por causa de suas características diferentes. Essas características são mandíbulas, pulmões, moelas e penas. Assim, estas características diferenciam entre os animais mencionados no diagrama que, no entanto, têm o mesmo ancestral.

Ao todo, a Árvore Filogenética poderia ser usada para mostrar também a relação entre outros objetos que se baseia principalmente nas semelhanças e diferenças em suas características, e que indica que todas as espécies, objetos, indivíduos e unidades foram enraizados em uma ancestralidade comum. A árvore pode ser desenhada de diferentes maneiras, e esta pode ser virtual ou mesmo física.

Entretanto, para a simulação virtual do diagrama da árvore filogenética, o melhor software de fácil utilização é o EdrawMax, que ajuda a criar diagramas 2D, fluxogramas, gráficos de Gantt e todos os tipos de árvores e modelos filogenéticos.