Kladistiikka

Fylogeneettinen systematiikka eli kladistiikka on eliöiden tieteellisen luokittelun lähestymistapa, jossa luokituksen on tarkoitus heijastaa eliöiden evolutiivista polveutumishistoriaa. Polveutumishistorian selvittämiseksi eliöiden nykyisten tuntomerkkien perusteella pyritään käyttämään objektiivisia päättelysääntöjä.

Biologisen systematiikan tehtävänä on eliöiden nimeäminen ja luokittelu sekä eliömaailman monimuotoisuuden jäsentäminen. Perinteisesti, esimerkiksi linnéläisessä systematiikassa, luokittelu on perustunut lähinnä lajien (morfologisiin) samankaltaisuuksiin riippumatta siitä, miten ja milloin nämä samankaltaisuudet ovat syntyneet. 1900-luvun jälkipuolella käyttöön tulleen, erityisesti Willi Hennigin ajatuksiin perustuvan, fylogeneettisen systematiikan tarkoituksena on luokittelu, jossa taksonit vastaavat yksikäsitteisesti evoluutiopuun haaroja, monofyleettisiä ryhmiä eli kladeja (kehityslinjoja). Informaatio siitä, mitkä eliöt muodostavat monofyleettisen ryhmän, sisältyy vain niihin ominaisuuksiin tai tuntomerkkeihin, jotka ovat syntyneet kyseisessä kehityslinjassa sen eriydyttyä muista kehityslinjoista. Kladistinen analyysi pyrkii tunnistamaan tällaiset synapomorfiset tuntomerkit ja rekonstruoimaan evoluutiopuun niiden perusteella. Sen sijaan jo ajalta ennen kyseessä olevan ryhmän eriytymistä periytyvät samankaltaisuudet, synplesiomorfiat, eivät kerro linjan historiasta.

Kladogrammit

Biologisessa systematiikassa eliöille voidaan laatia niiden keskinäisiä samankaltaisuuksia kuvaava puumainen, kaksiulotteinen kuva. Tällaista kaaviokuvaa kutsutaan dendrogrammiksi. Fylogeneettisen systematiikan menetelmät tuottavat kladogrammeiksi kutsuttuja kaavioita, jotka ovat dendrogrammin erikoistapauksia. Kladogrammi on puumainen kaavio, joka pohjautuu havaintoihin eliöiden rakenteesta ja geneettisistä ominaisuuksista, taustaoletuksiin evoluution mekanismeista ja tiettyyn tieteenfilosofiseen lähtökohtaan, parsimoniaan, eli yksinkertaisten ja selkeiden selitysten tavoitteluun. Analyysin tuloksena löytyy usein enemmän kuin yksi kladogrammi. Metodiikka ei nykyisin tarjoa selvää ratkaisua siihen, mikä löytyneistä kladogrammeista olisi juuri se oikea, joten tutkijan on kyettävä löytämään jonkinlainen "konsensuspuu" vaihtoehtoisten mallien väliltä.

Kladogrammi on parsimoniaperiaatteella tehty dendrogrammi, joka kuvaa käytettävissä olevan tietoaineiston avulla tutkittavan lajiryhmän (sisäryhmän) taksonien lajiutumisjärjestyksen. Se on myös analyysin tulos, jota voi parantaa vain lisäämällä aineistoa. Kladogrammi voi esimerkiksi kertoa, että ihminen ja simpanssi ovat lähempää sukua toisilleen kuin kumpikaan on gorillalle. Tämä lajiutumisjärjestyksen kuvaus voi sisältää monia erilaisia evolutiivisia kehityspolkuja varsinkin silloin, kun voidaan tehdä oletuksia vielä tuntemattomista lajien esi-isistä.

Peruskäsitteitä

Keltainen ryhmä (sauropsidit) on monofyleettinen, sininen ryhmä (matelijat) on parafyleettinen, ja punainen ryhmä (tasalämpöiset eläimet) on polyfyleettinen.

• Monofyleettinen ryhmä eli kladi sisältää yhteisen esi-isän ja kaikki sen jälkeläislajit.
• Parafyleettinen ryhmä on karsittu monofyleettinen ryhmä eli ryhmä, josta on suljettu pois tiettyjä yhteisen esi-isän jälkeläislajeja. Esimerkiksi matelijat on sauropsidien parafyleettinen ryhmä, jonka ulkopuolelle on rajattu linnut. Parafyleettisten ryhmien käyttöä ei yleensä pidetä suositeltavana, vaikka niitä toisinaan käytetäänkin.
• Polyfyleettinen ryhmä sisältää jäseniä kahdesta erillisestä monofyleettisestä ryhmästä. Esimerkiksi lentävät eläimet tai yhteyttävät eliöt olisivat tällaisia ryhmiä. Polyfyleettisiä ryhmiä ei tieteellisessä luokittelussa tule käyttää. Historiallisista syistä niitä kuitenkin vielä esiintyy myös eliökunnan tieteellisessä luokituksessa.
• Tutkimuksen kohteena olevan fylogeneettisen ryhmän (sisäryhmä) ulkoryhmä on laji tai lajiryhmä, joka ei kuulu sisäryhmään, mutta jota pidetään sen lähisukulaisena.

Katso myös

• Fylogenia

Lähteet

• Lipscomb, D. (1998): Basics of cladistic analysis. http://www.gwu.edu/~clade/faculty/lipscomb/Cladistics.pdf

Aiheesta muualla

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Kladistiikka Wikimedia Commonsissa

• Basics of Cladistic Analysis (englanniksi)
• The Compleat Cladist (Arkistoitu – Internet Archive) (englanniksi)