Come leggere un cladogramma

Mi capita sovente di leggere online (anche su Theropoda) le parole di persone o di parlare dal vivo con persone che fraintendono i cladogrammi, spesso in modo radicale. In effetti, un cladogramma è un grafico non immediato da comprendere, sopratutto perché assomiglia a qualcosa di apparentemente equivalente, ma che invece è strutturalmente diverso, ovvero, "gli alberi evolutivi". "Come?" direte, "un cladogramma non è un albero evolutivo?". No, esso è un diagramma di parentele. Così come le foto di famiglia non sono alberi genealogici, così un cladogramma non è un albero evolutivo "classico".

Per chiarire tutti i punti, ho pensato di usare un esempio, così da rendere tutto meno astratto. Il cladogramma in alto è tratto da un mio recente articolo.

Osservate che il grafico mostra una ramificazione da sinistra a destra. Le remificazioni terminano con delle specie (Ok, in questo caso sono generi, ma sto generalizzando). Alcune ramificazioni interne hanno dei nomi in rosso (i nomi dei cladi), ma nessuna specie è dentro i rami interni: tutte le specie sono nei rami terminali. Se le osservate, si va da Herrerasaurus (Triassico Superiore) a Tyrannosaurus (fine del Cretacico). Quindi, vedete che l'allineamento alla fine dei rami non corrisponde all'età delle specie: tutte le specie, INDIPENDENTEMENTE dalla loro età geologica, sono nei rami terminali. Questo fatto è la prima differenza sostanziale da un albero evolutivo classico: in un cladogramma non esiste la dimensione-tempo. Tutte le specie, dalle più antiche alle più recenti, sono nei rami terminali del grafico, tutte allineate. (Come si ottenga il grafico sarà tema di altri post, per ora diamolo per scontato).

Dato che il tempo "non esiste" nel cladogramma, specie di età diverse possono stare benissimo accanto a specie più recenti. Ad esempio, vedete che Dilong (Cretacico Inferiore) è accanto a Tyrannosaurus. Questo perché i loro rametti terminali sono più vicini tra di loro che a qualunque altro rametto. Ovvero, tradotto dal grafico al significato, Dilong e Tyrannosaurus sono più strettamente imparentati tra loro che con qualcunque altra specie. La loro parentela è data dall'unione (nodo) dei loro rametti. Un nodo è un punto da cui partono due o più linee. Il verso delle linee è sempre quello in direzione delle specie (in questo caso, da sinistra a destra). Se partiamo dal nodo appena citato e scorriamo lungo la linea verso la base del cladogramma (ovvero verso sinistra), vedremo che il nodo "Tyrannosaurus + Dilong" si collega (forma un nuovo nodo) con un'altra linea, la quale, se seguita verso destra, comprenderà una serie di ramificazioni che portano ai seguenti generi: Haplocheirus, Compsognathus, Sinosauropteryx, Falcarius, Gallimimus e Troodon. Ciò significa che 1) Tyrannosaurus e Dilong sono più imparentati con Haplocheirus, Compsognathus, Sinosauropteryx, Falcarius, Gallimimus e Troodon che con qualunque altra specie nel cladogramma, ma che allo stesso tempo, 2) Haplocheirus, Compsognathus, Sinosauropteryx, Falcarius, Gallimimus e Troodon sono più imparentati tra di loro che con Dilong e Tyrannosaurus (e le restanti specie). In generale, quindi, tanti più nodi due specie condividono, tanto più esse sono imparentate. Infatti, Dilong e Tyrannosaurus condividono (partendo dalla base dell'albero) 8 nodi, mentre, ad esempio, Dilong e Troodon condividono solo 7 nodi. 

Un'altra differenza sostanziale dei cladogrammi dagli alberi tradizionali, derivata dall'assenza del tempo, è che nel cladogramma non si affronta la questione di chi sia "antenato" e chi "discendente". Ovvero, vedendo Herrerasaurus alla base dell'albero, uno può essere tentato di affermare che Herrerasaurus è l'antenato degli altri theropodi inclusi; ma non è così. L'albero ci dice solo che Herrerasaurus ha il minor grado di parentela rispetto alle altre specie, ma non implica che esso sia un antenato delle altre specie presenti. Allo stesso modo, Tawa non è il discendente di Herrerasaurus o l'antenato degli altri theropodi: il cladogramma dice solo che Tawa è più imparentato con gli altri theropodi rispetto a Herrerasaurus. In generale, quello che conta è solamente la sequenza di ramificazione: siccome la linea di Tawa si stacca dal resto dell'albero prima di quella che separa i Coelophysoidei dal (per esempio) Tyrannosaurus, allora diciamo che Tawa è meno imparentato con Tyrannosaurus rispetto ai Coelophysoidei. Analogamente, nei Ceratosauria, la linea di Ceratosaurus si stacca prima delle altre: ciò implica solo che il legame di parentela tra gli altri Ceratosauria è più stretto che con Ceratosaurus. Ciò non implica che esso sia l'antenato degli altri ceratosauri.

Concludendo: un cladogramma rappresenta solo i legami di parentela tra le specie incluse nel cladogramma. Il tempo non è incluso nell'analisi né nel grafico, pertanto, solo il grado di parentela appare nel grafico, che è tanto più grande tanti più nodi due specie condividono. Le forme basali non sono antenate delle derivate, ma solo più lontane da queste ultime in termini di parentela. Il fattore tempo e le relazioni antenato-discendente non sono oggetto dell'analisi che produce il cladogramma: essi sono studiati in altri tipi di analisi. Questo apparente handicap è invece un pregio del cladogramma: esso mostra in modo chiaro e univoco solamente il suo ambito di studio, le relazioni di parentela. I vecchi alberi invece includevano nello stesso grafico l'età geologica e le (presunte) relazioni di discendenza, mettendo troppa carne al fuoco e trasformando i grafici più in "libere interpretazioni del paleontologo" piuttosto che "elaborazione dei dati". Così, nei vecchi alberi evolutivi era sovente illustrata una linea che da Allosaurus nel Giurassico portava a Tyrannosaurus nel Cretacico, più per un bisogno estetico del paleontologo di mostrare una sequenza genealogica piuttosto che una reale elaborazione dei dati, dato che è evidente che il primo non può essere antenato diretto del secondo.
Un grafico dovrebbe sempre essere una visualizzazione dell'analisi, e non una propaganda iconografica delle proprie interpretazioni personali.