ישנם כמה שלבים עיקריים בשחזור עץ פילוגנטי:

1. בחירת הטקסונים

טקסונים הם קבוצות של יצורים שאוחדו לקבוצה טקסונומית וקיבלו שם משותף. לאחר שחזור העץ, הטקסונים יוצגו בקצות הענפים ולכן נבחר בטקסונים שאנחנו רוצים לברר את הקשרים האבולוציוניים ביניהם. אפשר להשתמש בטקסונים קטנים, כמו מין מסוים או אפילו אוכלוסייה, ואפשר גם להשתמש בטקסונים רחבים יותר ולכלול כמה מינים, למשל, קבוצת המכרסמים או אפילו כל היונקים יחד.

2. בחירת קבוצת חוץ

קבוצת חוץ היא שושלת שנמצאת מחוץ לקבוצה שאנו בוחרים לחקור, אך קרובה אליה. לאחר שחזור העץ הפילוגנטי, קבוצת החוץ תאפשר לנו לקבוע היכן נמצא שורש העץ, כלומר, איזו שושלת בעץ היא הקדומה ביותר ומהם מצבי התכונה הקדומים ביותר. למשל, אם אנחנו מעוניינים לשחזר את העץ הפילוגנטי של מיני האורנים, קבוצת חוץ טובה יכולה להיות ארז, שגם הוא שייך למחטניים, אך אינו אורן.

3. בחירת תכונות

התכונות שנבחר יספקו את העדויות לשחזור העץ. אפשר להשתמש במגוון תכונות – מבניות, מולקולריות ואחרות. לא כל תכונה עוזרת לנו לשחזר את העץ הפילוגנטי;  רק תכונות הומולוגיות מסוימות מתאימות לכך.

4. איסוף עדויות

לאחר שבחרנו את התכונות ואת הטקסונים, עלינו לאסוף מידע לגבי מצב התכונות בכל טקסון. ברמה המולקולרית, מצבי תכונה יכולים להיות רצף הבסיסים של הגן שבחרנו. ברמה המבנית אפשר להשוות, למשל, את מספר הצרורות הווסקולריים במחטים של מיני האורן השונים. את כל המידע אוספים לטבלה גדולה, שמשמשת לשחזור העץ הפילוגנטי.

5. בחירת העץ שמתאים ביותר לעדויות

יש שיטות רבות להערכת עצים, אך כולן פועלות על פי עיקרון דומה. אם אין לנו כל ידע מוקדם, אפשר לקשר טקסונים בדרכים רבות ושונות. למשל, ישנם 15 עצים אפשריים לתיאור היחסים בין 5 טקסונים; 105 עצים אפשריים לתיאור היחסים שבין 6 טקסונים; 945 עצים אפשריים לתיאור היחסים בין 7 טקסונים; 2,027,025 עצים שונים לתיאור היחסים בין 10 מינים, וכך הלאה... ביולוגים בוחנים את כל העצים האפשריים ומנסים לזהות את העץ שהכי סביר שמסביר את היחסים שבין הטקסונים שבחרנו.

שלושה מתוך מאות עצים אפשריים לתיאור היחסים האבולוציוניים בין שבעה מיני אורנים

שלושה מתוך מאות עצים אפשריים לתיאור היחסים האבולוציוניים בין שבעה מיני אורנים.

אורן לבן מזרחי (Pinus strobus). צילום: Patrick Leary. מקור: EOL

אורן לבן מזרחי (Pinus strobus). צילום: Patrick Leary

אורן אדום (Pinus resinosa). צילום:   Steven J. Baskauf. מקור: EOL

אורן אדום (Pinus resinosa). צילום:   Steven J. Baskauf

אורן חד-מחטי (Pinus monophylla). צילום: Keir Morse. מקור: EOL

אורן חד-מחטי (Pinus monophylla). צילום: Keir Morse.

אורן שחור יפני (Pinus thunebergii). צילום: Drew Avery. מקור: EOL

אורן שחור יפני (Pinus thunebergii). צילום: Drew Avery

מקור כל הצילומים: EOL

להבין אבולוציה