Czym jest filogeneza?
Biolodzy szacują, że na Ziemi żyje obecnie około 5 do 100 milionów gatunków organizmów. Dowody z danych morfologicznych, biochemicznych i sekwencji genów sugerują, że wszystkie organizmy na Ziemi są genetycznie spokrewnione, a genealogiczne relacje żywych istot mogą być reprezentowane przez rozległe drzewo ewolucyjne, Drzewo Życia. Drzewo życia reprezentuje filogenezę organizmów, tj. historię linii rozwojowych organizmów, które zmieniają się w czasie. Zakłada ono, że różne gatunki powstają z poprzednich form w drodze zstępowania i że wszystkie organizmy, od najmniejszych mikrobów do największych roślin i kręgowców, są połączone przez przekazywanie genów wzdłuż gałęzi drzewa filogenetycznego, które łączy całe życie (Rysunek 1).
Rysunek 1: Wszystkie organizmy są połączone poprzez przechodzenie genów wzdłuż gałęzi filogenetycznego Drzewa Życia.
Organizmy, które żyją dzisiaj, są tylko liśćmi tego gigantycznego drzewa, i gdybyśmy mogli prześledzić ich historię w dół gałęzi Drzewa Życia, napotkalibyśmy ich przodków, którzy żyli tysiące, miliony lub setki milionów lat temu (rysunek 2).
Ryc. 2: Żywe organizmy siedzą jak liście na czubkach gałęzi Drzewa Życia. Ich historia ewolucyjna jest reprezentowana przez serię przodków, które są dzielone hierarchicznie przez różne podzbiory organizmów żyjących dzisiaj.
Pogląd, że całe życie jest genetycznie połączone poprzez rozległe drzewo filogenetyczne, jest jednym z najbardziej romantycznych pojęć, jakie pojawiły się w nauce. Jak cudownie jest myśleć o wspólnym przodku ludzi i chrząszczy. Organizm ten był najprawdopodobniej jakimś robakiem. W pewnym momencie ten gatunek robaka podzielił się na dwa odrębne gatunki, które następnie dzieliły się wielokrotnie, a każdy podział (lub specjacja) prowadził do powstania nowych, niezależnie ewoluujących linii. Te robaki nie wiedziały, setki milionów lat temu, że niektóre z nich przekształcą się w chrząszcze, a ich bracia i siostry w ludzi lub żyrafy.
Organizmy ewoluowały przez wieki z form przodków w formy bardziej pochodne. Nowe linie generalnie zachowują wiele cech przodków, które są następnie stopniowo modyfikowane i uzupełniane o nowe cechy, które pomagają im lepiej dostosować się do środowiska, w którym żyją. Studiowanie filogenezy organizmów może pomóc nam wyjaśnić podobieństwa i różnice między roślinami, zwierzętami i mikroorganizmami. Drzewo życia zapewnia więc rygorystyczne ramy dla badań we wszystkich subdyscyplinach biologicznych, a zatem jest idealnym modelem organizacji wiedzy biologicznej.