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Análisis filogenético

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Práctica de la reconstrucción de la filogenia de un taxón (su historia evolutiva) por medio de la comparación de los caracteres homólogos de sus representantes actuales y, en su caso, fósiles. Se dice también análisis cladístico.

El resultado del análisis filogenético se expresa generalmente en forma de cladograma. Un cladograma es la representación de la jerarquía de parentesco de un grupo de taxones mediante un grafo que es un árbol. En el cladograma cada nodo representa al antepasado común a dos o más taxones y cada arista lleva asociados unos determinados cambios en los caracteres.

Un cladograma describe o resume una filogenia, indicando en que orden se han diversificado los miembros de un grupo y cómo se han ido transformando los caracteres. En tanto que explicación sistemática y refutable de un problema complejo, cada filogenia expresada por un cladograma es una teoría científica.

El problema que aborda el análisis filogenético es el de descubrir que árbol describe la evolución de los caracteres del grupo con el número más pequeño de cambios (árbol más parsimonioso). Salvo en los más sencillos, incluso el mejor de los árboles contendrá casos de homoplasia (evolución separada de un mismo carácter en una misma dirección) y de reversión (retroceso de un carácter a otro anterior). El principio de economía o de parsimonia es el comúnmente aceptado en Epistemología de que una teoría es más creíble cuanto menos deba recurrir a explicaciones ad hoc; en este caso las explicaciones a medida son los casos de homoplasia y reversión.

Encontrar el árbol más parsimonioso es un caso particular de un problema más general en Teoría de los grafos, el problema del viajante, que es el de encontrar la ruta más corta para recorrer una serie de nodos. Aaquí se trata de encontrar el grafo en forma de árbol que liga a los nodos terminales con la menor longitud de aristas, donde la longitud de una arista es el número de transformaciones de caracteres entre sus dos extremos. Se trata de un problema NP-completo en la clasificación de complejidad computacional, lo que implica que es imposible encontrar la solución óptima sin examinar todas las posibles. Ésto último es inabordable salvo para problemas filogenéticos muy sencillos (pocos taxones y pocos caracteres), incluso con el más potente ordenador. Para los problemas reales se emplean soluciones heurísticas basadas en algoritmos de exploración que no garantizan la mejor solución, sino sólo una “buena”.

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