Filogenesi animale e l'albero della vita

La filogenesi animale ricostruisce il modello di ramificazione della discendenza che collega tutti i phyla animali, sempre più risolto confrontando dati molecolari su scala genomica attraverso molti lignaggi.

Definition

La filogenesi animale è la storia evolutiva ricostruita del regno animale, espressa come un albero ramificato in cui l'ascendenza condivisa tra i phyla è inferita da caratteri morfologici e molecolari.

Scope

Questo argomento spiega come le relazioni evolutive tra i phyla animali vengono inferite e rappresentate come un albero della vita. Tratta l'uso dei caratteri morfologici e, soprattutto, dei dati di sequenza molecolare per raggruppare i bilaterali in Deuterostomia e i supercladi protostomi Ecdysozoa e Lophotrochozoa, e il posizionamento dei phyla non-bilaterali a ramificazione precoce. Affronta anche come si leggono gli alberi filogenetici e perché alcuni rami profondi rimangono incerti.

Core questions

• Come vengono inferite le relazioni evolutive tra i phyla animali da dati morfologici e molecolari?
• Quali sono i principali cladi degli animali bilaterali?
• Quale lignaggio si ramifica prima tra gli animali, e perché questo è contestato?
• Come si dovrebbe leggere un albero filogenetico degli animali?

Key theories

Tre grandi cladi bilaterali

La filogenetica molecolare raggruppa gli animali bilaterali in Deuterostomia e i due supercladi protostomi Ecdysozoa, gli animali che mutano, e Lophotrochozoa, gli animali spirali e lofoforati, sostituendo schemi più antichi basati sul tipo di celoma.

Risoluzione filogenomica

Il campionamento di molti geni attraverso molti taxa migliora l'accuratezza dell'albero animale, recuperando cladi ben supportati ed esponendo dove dati limitati o rapide divergenze antiche lasciano rami irrisolti.

Mechanisms

Gli alberi filogenetici sono inferiti confrontando caratteri che si prevede riflettano un'ascendenza comune. Caratteristiche derivate condivise, siano esse anatomiche o, più potentemente, sequenze nucleotidiche e amminoacidiche, vengono analizzate con metodi come la massima verosimiglianza e l'inferenza bayesiana per trovare l'albero che meglio spiega i dati. Gli studi filogenomici concatenano o modellano congiuntamente centinaia di geni da molte specie, il che aumenta il supporto statistico per i cladi ma può anche esporre conflitti quando lignaggi antichi si sono diversificati in rapida successione o quando le sequenze si sono evolute in modo non uniforme.

Clinical relevance

Un albero animale risolto permette ai biologi di prevedere i tratti di animali poco studiati dai loro parenti, scegliere organismi modello i cui risultati si estrapolano appropriatamente, e interpretare la distribuzione di geni, parassiti e meccanismi di sviluppo attraverso il regno animale. Questo è un contesto educativo, non un consiglio clinico.

History

Haeckel disegnò i primi alberi della vita animale nel diciannovesimo secolo. Il metodo cladistico di Hennig nel ventesimo secolo pose la ricostruzione degli alberi su una base rigorosa basata su caratteri derivati condivisi. Dagli anni '90, le sequenze di RNA ribosomiale riorganizzarono i bilaterali in Ecdysozoa e Lophotrochozoa, e ampi studi filogenomici negli anni 2000, come quello di Dunn e colleghi, affinarono la risoluzione attraverso l'albero.

Debates

Gruppo fratello di tutti gli altri animali

Se spugne o ctenofori si ramifichino prima tra gli animali rimane controverso, perché diversi set di dati e modelli di evoluzione delle sequenze recuperano risposte contrastanti con importanti implicazioni per l'evoluzione dei tessuti e dei sistemi nervosi.

Key figures

• Ernst Haeckel
• Willi Hennig
• Carl Woese
• Gonzalo Giribet

Seminal works

• dunn2008
• hickman2020

Frequently asked questions

Cosa sono Ecdysozoa e Lophotrochozoa?

Sono i due grandi cladi di animali protostomi: gli Ecdysozoa sono animali che mutano come artropodi e nematodi, e i Lophotrochozoa includono molluschi, anellidi e altri phyla spirali e lofoforati.

Perché gli alberi animali continuano a cambiare?

Man mano che diventano disponibili set di dati molecolari più grandi e migliori e modelli analitici migliorati, alcune relazioni vengono confermate mentre altre, specialmente divergenze antiche profonde e rapide, vengono riviste.