Kladistiikka

Fylogeneettinen systematiikka eli kladistiikka on evoluutiobiologiaan perustuva eliöiden tieteellinen luokittelu.

Biologisen systematiikan tehtävänä on eliöiden nimeäminen ja luokittelu sekä eliömaailman monimuotoisuuden jäsentäminen. Systematiikka muodostaa pohjan kaikelle muulle biologiselle tutkimukselle. Systematiikassa on viime vuosikymmeninä tapahtunut kaksi suurta mullistusta. Fylogeneettinen systematiikka eli kladistiikka on uudistanut alan teoreettisen perustan. Lisäksi uusien molekyylisystematiikan menetelmien käyttöönotto on tarjonnut tutkijoitten käyttöön valtavan määrän uutta aineistoa. Molekyylisystematiikan menetelmät perustuvat DNA- ja RNA-sekvenssien analyyseihin sekä muuhun geneettiseen informaatioon.

Kladistiikan eli fylogeneettinen systematiikan lähtökohtana on maailman eliöiden kuvaaminen, nimeäminen ja luokittelu siten, että luokittelu mahdollisimman tarkoin vastaa niiden evoluutiohistoriaa. Perinteisemmät systematiikat, kuten Linneauksen systematiikka, perustuivat suurelta osin lajien samankaltaisuuksiin ja morfologiseen analyysiin. Kladistiikka korostaa objektiivisten kvantitatiivisten analyysimenetelmien käyttöä luokittelun perustana.

Kladogrammit

Biologisessa systematiikassa eliöille voidaan laatia niiden keskinäistä suhdetta 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, 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, ja 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, 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.
• Polyfyleettinen ryhmä sisältää jäseniä kahdesta erillisestä monofyleettisestä ryhmästä; esimerkiksi lentävät eläimet olisi tällainen ryhmä. Polyfyleettisten ryhmien käyttöä ei yleensä pidetä suositeltavana.
• Tutkimuksen kohteena olevan fylogeneettisen ryhmän (sisäryhmä) ulkoryhmä on laji tai lajiryhmä, joka ei kuulu sisäryhmään mutta jota pidetään sen lähisukulaisena.