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Alberi filogenetici

Scuola secondaria di secondo gradoBiologiaAnalisi esaustiva di parsimonia di Fitch per quattro taxa con sei caratteri binari modificabili

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Informazioni su questo esperimento

Costruisci un’ipotesi di albero basata su caratteri condivisi, anziché su un diagramma decorativo di somiglianza. Modifica sei caratteri binari, confronta i costi esatti dei tre alberi a quartetto non radicati e ruota i rami visualizzati senza cambiare le relazioni.

Obiettivi di apprendimento

  • Distingui una matrice di caratteri condivisi da un’ipotesi di albero.
  • Confronta il numero minimo di cambiamenti dei caratteri nelle topologie alternative.
  • Riconosci le parità irrisolte e le rotazioni equivalenti dei rami.

Come si usa

  1. 1Esamina la matrice iniziale e confronta i punteggi di tutte e tre le topologie.
  2. 2Modifica il carattere di un taxon e osserva quale topologia diventa la più parsimoniosa.
  3. 3Cancella tutte le differenze e individua la parità irrisolta tra le tre topologie.
  4. 4Seleziona e capovolgi un raggruppamento interno, quindi verifica che i suoi taxa e il suo punteggio restino invariati.

Il modello

A ogni topologia viene assegnato il numero totale minimo possibile di cambiamenti nei caratteri binari.
Le parità vengono mantenute, invece di suggerire una certezza non supportata.

Ipotesi

  • Quattro taxa, da A a D, hanno sei caratteri binari completi. L’ordine dei caratteri è irrilevante e ogni cambiamento di stato ha lo stesso costo.
  • Il modello applica le regole di intersezione e unione di Fitch a tutte e tre le possibili topologie di quartetti non radicate e somma le variazioni minime tra i tratti.
  • Tutti gli alberi ugualmente parsimoniosi restano identificati. Per il confronto, l’albero selezionato può anche essere un’alternativa con un costo maggiore.
  • La rappresentazione usa una radice di visualizzazione arbitraria e profondità di layout uguali. Non deduce la direzione della radice, il tempo né le lunghezze dei rami.
  • La parsimonia è un criterio d’inferenza semplificato. Convergenza, inversioni, tassi disuguali e codifica incerta dei caratteri possono far divergere la discendenza storica dall’ipotesi preferita.

Provalo in classe

  1. Q1Perché righe di tratti identiche non consentono di determinare un albero univoco?
  2. Q2Perché ruotare un gruppo interno conserva la relazione tra gli alberi?

Domande frequenti

I rami lunghi sono più antichi o più diversi?

No. Le lunghezze dei rami e la radice visualizzata servono solo a disporre questo diagramma. Il modello confronta le relazioni non radicate e i costi dei caratteri.

L’albero preferito dimostra la discendenza?

No. È l’ipotesi che comporta il minor numero di cambiamenti in base ai caratteri scelti e all’assunzione di costi uguali; ulteriori prove possono metterla in discussione.