La classificazione filogenetica o classificazione cladistica è un sistema di classificazione degli esseri viventi, basato sulla filogenesi , da una scuola di tassonomia chiamata sistematica filogenetica o cladistica sistematica o cladisma . L'obiettivo di questo sistema è di rendere conto delle relazioni di parentela tra i taxa , per quanto riguarda solo la parentela , vale a dire le relazioni di gruppi fratelli e non le relazioni genealogiche degli antenati con i discendenti, tra gruppi di organismi indipendentemente dalla loro tassonomia. rango . Riconosce solo gruppi monofiletici ( cladi , gruppi che contengono tutti i discendenti del loro ultimo antenato comune ) come mammiferi e uccelli e non riconosce gruppi parafiletici come rettili o pesci (che non contengono tutti i discendenti del loro ultimo antenato comune). ), a differenza della sistematica evolutiva . Oggi, il cladismo è la scuola di pensiero dominante (ma non consensuale) nel mondo accademico e la classificazione filogenetica ha ampiamente sostituito le classificazioni tradizionali nella maggior parte degli ambienti scientifici e accademici , nonché nell'istruzione secondaria, in Francia e persino nell'istruzione primaria .
Questa classificazione si basa principalmente sull'analisi cladistica , un metodo di ricostruzione filogenetica formalizzato nel 1950 da Willi Hennig , pubblicato in Germania . La traduzione inglese del suo libro essendo stata pubblicata nel 1966 , quella spagnola nel 1968, Hennig trovò un pubblico più vasto. Questo metodo ha rivoluzionato tutta la sistematica dalla fine degli anni '60 . Nel 1974 la classificazione cladistica fu oggetto di un dibattito tra Ernst Mayr (1904-2005) e Willi Hennig (1913-1976) che segnò i rapporti tra filogenetisti evoluzionisti e cladisti. La cladistica è stata resa popolare in francese nel 1980, portando alla diffusione delle basi della classificazione cladistica al di fuori degli ambienti accademici. L'analisi cladistica che serve come base per stabilire questa classificazione considera i caratteri a tutte le scale con uguale valore : caratteri macroscopici e microscopici di anatomia comparata ed embriologia , caratteri molecolari di biochimica e biologia molecolare , nonché dati forniti dalla paleontologia . Il cladismo si riferisce a una scuola di pensiero e quindi ha un significato più ampio dell'analisi cladistica (o dei metodi cladistici), quest'ultimo utilizzato anche da sistematisti di altre scuole di tassonomia come l' evoluzionismo .
Le classificazioni tradizionali non erano sempre finalizzate a tracciare la parentela e l'evoluzione delle specie. C'erano classificazioni scientifiche in un contesto pre-evolutivo. Tuttavia, secondo questa classificazione, si può essere portati a pensare che un pesce sarà sempre più vicino ad un altro pesce che ad un'altra specie non ittica. Questo infatti non è sempre vero. Infatti, i pesci sono caratterizzati da squame e pinne. Tuttavia, gli umani condividono con alcune specie di pesci, come i Celacanti , un altro carattere: l'arto carnoso e non irradiato. Quest'ultimo carattere non è presente nella trota ad esempio. Il celacanto è più vicino all'uomo o alla trota? Dovremmo usare per stabilire il rapporto più stretto, il membro carnoso o la presenza di pinne?
Gli studi evolutivi hanno dimostrato che alcuni tratti si sono evoluti per trasformarsi. Questo è il caso della pinna del pesce che si è trasformata in un arto ambulante nei tetrapodi , come gli umani. La classificazione classica, utilizzando il tratto "pinna", esclude l'uomo dal gruppo che esibisce le pinne, mentre questo tratto è presente ma in forma evoluta. Stessa cosa se usiamo caratteri ancestrali come la presenza di squame (che in alcune specie sono scomparse) o la forma idrodinamica del corpo. Utilizzando i caratteri più visibili, la classificazione classica non consente di stimare correttamente i gradi di parentela tra le specie. Questa classificazione è comunque utile per il riconoscimento delle specie mediante chiavi di determinazione , o per la gestione di collezioni biologiche.
Ogni gruppo o clade deve soddisfare la stessa definizione: un clade include tutti i discendenti di un antenato e l'antenato stesso. Si parla anche di un gruppo monofiletico . Pertanto, le specie dello stesso clade saranno sempre più vicine tra loro rispetto a un'altra specie al di fuori di questo clade. Questo non è il caso di alcuni gruppi della classificazione classica, come i pesci, che non formano un clade.
Alcuni gruppi, come i mammiferi, presenti nella classificazione classica, costituiscono infatti cladi; questi gruppi sono stati mantenuti nella classificazione filogenetica. I rappresentanti di un clade mostrano almeno una caratteristica derivata specifica per l'intero gruppo, come la presenza di mammelle di mammiferi. Non è questo il caso di pesci, rettili, che presentano caratteri ancestrali, e caratteri derivati (evoluti), ma che non sono esclusivi ad essi (esempio: la presenza delle dita per i rettili). Un carattere derivato è stato ereditato dallo stesso antenato comune.
La sistematica moderna tiene conto di tutti i caratteri ereditari e anche delle perdite caratteriali secondarie, perdite secondarie che l' embriologia , ad esempio, può portare alla luce. I caratteri spaziano da ciò che è visibile (anatomia e morfologia, fondamento della classificazione tradizionale) alle sequenze di DNA e RNA , passando per la proteina ei dati paleontologici . Il sequenziamento di alcune parti del genoma , come il genoma mitocondriale o l' RNA ribosomiale, ha permesso, negli ultimi anni, di compiere notevoli progressi nella classificazione e di risolvere molti problemi secolari.
Uccelli e mammiferi sono quindi definiti secondo le proprie sinapomorfie . Poiché la costruzione della classificazione avviene subordinando i taxa l'uno all'altro, il risultato è un'organizzazione ad albero, dove gli esseri viventi nel loro insieme sono rappresentati dal tronco dell'albero. Il tronco si divide in rami suddivisi in altri rami. Ciascuno di questi rami, chiamato “ clades ” (dal greco κλάδος , klados , “ramo”), è un taxon con almeno una sinapomorfia che lo caratterizza e che lo rende valido all'interno della classificazione. I punti da cui i rami si dipartono l'uno dall'altro, i "nodi", rappresentano gli antenati di ciascun gruppo.
L'espressione grafica di un clade o di un insieme di cladi è un cladogramma .
I cladogrammi, che costituiscono il grande cladogramma che è l'albero filogenetico, a causa del numero gigantesco di caratteri e specie presi in considerazione, fanno appello a complessi algoritmi eseguiti da software specializzati. Algoritmi diversi possono dare risultati diversi. In questo caso verrà mantenuto quello che soddisfa di più il criterio della parsimonia (di tutti gli alberi possibili, di tutti i possibili cladogrammi, il più parsimonioso è quello che richiede meno trasformazioni di caratteri). L'albero filogenetico è, infatti, un insieme di diramazioni, di livelli. Essendo ogni livello assimilato ad un nodo, i nodi sono necessariamente un organismo teorico che possiederebbe le sinapomorfie condivise dai nodi posteriori nel cladogramma. Se viene scoperto un nuovo organismo (fossile o vivente), che abbia o meno queste sinapomorfie o ne abbia altre, deve essere costruito un nuovo albero. In definitiva, se l'albero ripristina tutte le relazioni di parentela conosciute, tutti i rami dovrebbero essere binari.
Il significato delle dicotomie non ha nulla a che vedere con la sessualità (come l'espressione dei matrimoni in un albero genealogico) né con le speciazioni binarie (una o due specie che si evolvono da un'altra), perché l'albero no non è una genealogia ("chi discende da chi ") ma riflette solo un massimo potere esplicativo dell'albero: un albero totalmente dicotomico riesce a ripristinare solo tutti i rapporti di parentela ("chi è più vicino a chi") all'interno dell' insieme di organismi sottoposti al metodo. L'attuale classificazione viene continuamente rivista sulla base di nuove informazioni, ma potrebbe sempre essere necessario modificare gli esempi di classificazione poiché dipendono costantemente dall'arrivo di nuovi dati empirici. Ad esempio, secondo la classificazione di Lecointre e Le Guyader , la prima divisione dell'insieme dei viventi è per il momento ridotta a tre cladi:
Sapere quale di questi tre gruppi condivide un antenato comune che li distingue dal terzo è oggetto di ricerca, come del resto lo è con tutti i taxa non binari (gli "alberi non radicati", quelli che la ricerca non ha ancora in grado di dividere in due taxa di base). Alcuni ricercatori hanno già proposto il proprio cladogramma, rendendo due di questi tre cladi un insieme di due gruppi di fratelli , che insieme sarebbero a loro volta il gruppo di fratelli del terzo. Ad esempio, Colin Tudge ha proposto un albero con radici in cui archaea ed eucarioti sono un insieme di due gruppi di fratelli, che insieme, a loro volta, sono il gruppo di fratelli degli eubatteri. La classificazione di Tudge è solo un esempio perché i ricercatori sono davvero divisi sulle diverse posizioni assunte su questo argomento.
L'approccio filogenetico ribalta tutte le classificazioni che lo hanno preceduto, tanto le classificazioni delle biologie fissiste (come quelle sviluppate da Carl von Linné o da Georges Cuvier ) quanto quelle che seguirono Darwin e che includevano la selezione naturale come causa di speciazione . La classificazione di Linneo si basava sull'adagio che tutte le specie apparivano contemporaneamente e che erano fisse, mentre la classificazione filogenetica illustra i principi dell'evoluzione e della selezione naturale. Le classificazioni post-darwiniane avevano già incluso questi stessi principi evolutivi ma stabilendo il loro criterio di classificazione sul rapporto antenato/discendente ( genealogia ) mentre la classificazione filogenetica si basa sul criterio della più stretta relazione tra specie ( filogenesi ). L'avvento della teoria dell'evoluzione ha introdotto l'idea che i taxa si siano evoluti l'uno dall'altro ma non ha modificato immediatamente i criteri di classificazione, che fino all'arrivo della cladistica proposta da Hennig sono rimasti sostanzialmente gli stessi dell'epoca di Linneo.
La classificazione filogenetica convalida solo i gruppi caratterizzati da specifici caratteri derivati (sinapomorfie) questi gruppi sono anche detti monofiletici , cioè di un'unica filogenesi, di un'unica filiazione: quella di un antenato e di tutti i suoi discendenti. Le classificazioni che hanno preceduto la classificazione filogenetica non prendevano in considerazione la filogenesi ma solo elementi che potevano benissimo essere contingenti o antropocentrici (come il comportamento o la privazione dei caratteri umani), anche nel caso di classificazioni che accettavano la teoria dell'evoluzione. La classificazione classica, sia nella sua vecchia forma fissista (Linné, Cuvier) sia nella sua forma evoluzionistica postdarwiniana, ha così formato dei taxa che, non essendo basati sul principio di un antenato e di tutti i suoi discendenti, sono chiamati parafiletici dal cladistico metodo. I rettili sono un esempio noto. Il gruppo di animali chiamati "rettili" condivide gli stessi antenati di questi altri gruppi che erano chiamati "uccelli" o "mammiferi" all'interno della stessa classificazione. Applicato così il criterio della monofilia (un antenato e tutti i suoi discendenti), il gruppo dei "rettili" viene identificato come non costituente un gruppo naturale e viene quindi invalidato come criterio di classificazione, mentre nel linguaggio comune i serpenti, i coccodrilli, le tartarughe o le iguane sono ancora raggruppate insieme come "rettili". Ma, agli occhi dei metodi e delle scoperte moderne, questa parola non ha più il valore di un taxon che aveva precedentemente nella classificazione classica.
Un'altra differenza con la sistematica classica è che la sistematica filogenetica rifiuta qualsiasi categorizzazione dei livelli gerarchici. Per ragioni pratiche, l' albero filogenetico stesso fornisce la gerarchia che le vecchie categorie tentavano di fornire dai ranghi tassonomici del sistema linneano. Questo sistema esprimeva l'idea antropocentrica e non oggettiva di una scala degli esseri, una gerarchia in cui l'uomo era il coronamento, tanto nel modello fissista creazionista quanto nel modello evoluzionista prefilogenetico. Al contrario, la classificazione filogenetica offre una visione degli esseri viventi che non attribuisce preminenza a certi esseri viventi su altri. L'evoluzione li ha prodotti dando loro la proprietà di essere tutti adattati al loro ambiente, il che li rende uguali di fronte al tentativo di organizzarli secondo un qualsiasi ordine gerarchico che si basi sul criterio di un giudizio di valore. La gerarchia della classificazione filogenetica è strettamente quella della nidificazione dei taxa l'uno nell'altro. I lombrichi o gli scarafaggi non sono quindi inferiori agli umani in termini di classificazione filogenetica, occupano la loro posizione nell'albero filogenetico proprio come gli umani occupano la loro. I giudizi di valore che postulano una "superiorità" ontologica della specie umana sulle altre specie non fanno quindi più parte del dominio della storia naturale , ma di domini intrinsecamente legati a un'idea di trascendenza , quali la religione , la religione , la metafisica , la filosofia , la sociologia , etica , medicina o politica .
Alcuni esempi di modifiche controintuitive rispetto alla classificazione tradizionale :
La classificazione filogenetica ha eliminato i criteri arbitrari e non oggettivi di classificazione, e gli antropocentrismi . Conserva invece:
Da un punto di vista cladistico, la sistematica evolutiva si basa soggettivamente sulle somiglianze più visibili tra le specie come base per le classificazioni, il che non riflette correttamente i rapporti di parentela tra le specie. Questa critica è respinta dai sistematici evoluzionisti che insistono sull'interesse dei gruppi parafiletici a rappresentare correttamente i processi evolutivi. Alcuni ricercatori, sistematisti evoluzionisti , criticano il risultato della classificazione filogenetica perché i cladi hanno una forte tendenza a raggruppare specie che non si assomigliano e, al contrario, a separare specie che si assomigliano. Ciò è dovuto principalmente alla grandissima eterogeneità nella velocità di evoluzione da un ramo all'altro. Non sono quindi le modalità di costruzione dei cladi a essere messe in discussione, ma il loro utilizzo per produrre una classificazione formale. Secondo questa scuola, la classificazione deve riflettere non solo la topologia dell'albero della vita ma anche le distanze evolutive, il che equivale ad autorizzare i gruppi parafiletici .
Nel campo della biogeografia , l'ecologia retrospettiva e i vari metodi di analisi regressiva cercano, andando indietro nel tempo , quando le fonti storiche, scientifiche e geologiche (fossili, ecc.) lo consentono, di tracciare l'evoluzione del paesaggio, o anche "genetica del paesaggio ”. Si cerca quindi di "stabilire una classificazione genetica dei paesaggi attuali, di discernere eredità e mutazioni recenti, di tener conto delle dinamiche forestali legate alle potenzialità naturali e agli sconvolgimenti derivanti dalle vicissitudini storiche" . Questo approccio mira anche a comprendere meglio come gli ecosistemi ei paesaggi possono rispondere ai disturbi climatici previsti.