Comment lire un arbre phylogénétique ?

Un arbre phylogénétique représente l'évolution des espèces considérées au cours du temps. Il peut comporter des espèces actuelles et des espèces fossiles disparues.

Par exemple, l'arbre ci-dessus montre les liens de parenté entre quatre espèces. Il se lit du bas vers le haut (l'échelle du temps est représentée à gauche par la flèche). Les espèces 1, 2 et 4 sont actuelles, l'espèce 3 est une espèce fossile disparue. Les embranchements représentent des divisions entre lignées.  Les points où se produisent ces embranchements
sont appelés "nœuds".

Chaque nœud d'un arbre phylogénétique correspond à un ancêtre commun partagé par les espèces situées aux extrémités des  branches placées au-dessus de ce nœud. Cet ancêtre est qualifié d'hypothétique, car il ne correspond pas à une espèce fossile connue précisément.

Chaque nouvel embranchement d'un arbre traduit un événement d'innovation évolutive : l'apparition d'un nouveau caractère transmis à la descendance, ou "caractère dérivé acquis".

Tout caractère dérivé provient ainsi d'un caractère ancien que partageaient tous les êtres vivants situés au-dessous du nœud considéré. Ce caractère a été modifié par des mutations dont les effets sont visibles chez tous les êtres vivants situés au-dessus de ce nœud. Un ancêtre commun hypothétique possède ainsi tous les caractères dérivés des êtres vivants situés au-dessous du nœud où il est placé (c'est-à-dire apparus avant lui).

Plus deux espèces partagent de caractères dérivés, plus elles sont proches d'un point de vue évolutif. C'est pourquoi les scientifiques dressent des matrices de comparaison qui listent différents caractères anciens et caractères dérivés chez les espèces d'intérêt.

Dans notre exemple, l'espèce 3 est plus proche de l'espèce 2 que de l'espèce 4. En effet, l'espèce 4 possède toutes les innovations évolutives avant l'apparition de l'ancêtre commun hypothétique placé sur le nœud A, ainsi que celle de celui placé sur le nœud B ; les espèces 2 et 3 possèdent celles des ancêtres communs hypothétiques placés sur les nœuds A, B et C.