Polyfyly (polyfyletinen ryhmä) on kladistiikassa käytetty termi, joka tarkoittaa ryhmää, jonka jäsenet eivät kaikki polveudu yhteisestä, ryhmän sisäisestä viimeisestä esi-isästä. Toisin sanoen polyfyletinen ryhmä yhdistää lajeja, joiden lähisukulaisuussuhteet juontuvat useammasta eri esi-populaatiosta tai eri haaroista evolutiivisessa sukupuussa.

Mitä polyfyly käytännössä tarkoittaa

Polyfyletisen ryhmän jäsenet voivat muistuttaa toisiaan ulkonäön, elintapojen tai adaptaatioiden takia (konvergentti evoluutio), vaikka niiden lähin yhteinen esi-isä olisi olennainen ryhmän ulkopuolella. Kaaviot ja filogeniaesitykset näyttävät usein, että esimerkiksi linnut ja nisäkkäät ovat etäisiä sukulaisia: niiden lähin yhteinen esi-isä löytyy varhaisista amniooteista, mutta evolutiivisesti niiden kehityslinjat erosivat kauan sitten. Tästä syystä ryhmittelyt, jotka yhdistävät vain tiettyjä perinnöllisiä tai ekologisia piirteitä ilman yhteistä lähintausta, ovat polyfyletisiä.

Tyypillisiä syitä polyfylylle

  • Konvergentti evoluutio: eri linjat kehittävät samankaltaisia piirteitä sopeutuakseen samankaltaisiin ympäristöihin (esim. siivet linnuilla ja lepakolla ovat analogisia rakenteita).
  • Rajallinen tai vanhentunut tieto: taksonomiaa on joskus rakennettu morfologian perusteella ennen molekyylisiä ja filogeneettisiä analyysejä, jolloin etäiset mutta ulkonäöltään samankaltaiset lajit on saatettu ryhmitellä yhteen.
  • Käytännön luokittelu: perinteinen taksonomia voi tarkoituksellisesti jättää pois välivaiheen kladeja tai nimittää ryhmiä helpommin tunnistettavalla perusteella, mikä voi johtaa siihen, että tietty ryhmä on polyfyletinen. Esimerkiksi perinteisessä luokittelussa saattaa olla haluttua pitää kaikki nykysukupolven nisäkkäät yhdessä, vaikka niiden väliltä puuttuu jokin therapsida-klaadi, josta osa olisi peräisin.

Esimerkkejä

  • Ryhmä "lämpimät veriset eläimet", joka sisältäisi linnut ja nisäkkäät mutta ei niitä välikäsiä (kuten tiettyjä matelijoita), olisi polyfyletinen, koska niiden lämpötilan säätely on kehittynyt eri tavoin eri linjoissa.
  • Historiallisesti eräät pienimuotoiset tai käyttöön perustuvat ryhmät (esim. "merieläimet", jos niillä tarkoitetaan sekalaisia meressä eläviä selkärangattomia ja selkärankaisia) ovat usein polyfyletisiä.

Miten polyfyly korjataan

Biologisen luokittelun tavoitteena on yleensä muodostaa ryhmiä, jotka heijastavat todellista sukupuun rakennetta siten, että jokainen ryhmä polveutuu yhdestä yhteisestä esi-isästä. Polyfyletinen luokittelu voidaan "korjata" kahdella päätavalla:

  • Jakamalla ryhmä: jättämällä pois ne haarat (kladit), jotka eivät kuulu samaan perheeseen, ja muodostamalla erillisiä, monofyleettisiä ryhmiä.
  • Laajentamalla ryhmää: mukaan otetaan yhteinen esi-isä ja kaikki tämän esi-isän jälkeläiset, jolloin ryhmästä tulee monofyleettinen (tällöin usein muuttuu myös ryhmän käsitys ja nimi).

Polyfyly, parafyly ja monofyly – erot

  • Monofyletinen (yhteisestä esi-isästä ja kaikista tämän jälkeläisistä koostuva ryhmä) on kladistiikan preferoima päämäärä.
  • Parafyletinen ryhmä sisältää yhteisen esi-isän mutta ei kaikkia tämän jälkeläisiä (esim. perinteinen "matelijat", jos linnut jätetään pois).
  • Polyfyletinen ryhmä yhdistää lajeja, jotka eivät jaa ryhmän sisäistä viimeistä yhteistä esi-isää; tällaiset ryhmät eivät heijasta luonnollista filogeneettistä suhteiden rakennetta.

Merkitys taksonomialle ja evoluutiotutkimukselle

Kladistiikan näkökulmasta pyritään siihen, että luokat kuvastavat evolutiivisia suhteita eli olisivat monofyleettisiä. Toisaalta käytännössä joskus hyväksytään parafylyä tai joitain käytännöllisiä ryhmittelyitä, mutta polyfyly pyritään yleensä korjaamaan, koska se voi hämärtää evolutiivisten yhteyksien ymmärtämistä. Kun uusi tieto (esim. molekyylidata) paljastaa polyfyletisiä yhdistelmiä, taksonomia päivitetään vastaamaan paremmin lajeihin liittyvää evoluutiollista historiaa.

Yhteenvetona: polyfyly kuvaa epäluonnollista ryhmittelyä, jossa ulkonäölliset tai toiminnalliset samankaltaisuudet eivät perustu läheiseen sukulaisuuteen. Tällaiset ryhmät voidaan korjata joko jakamalla ne monofyleettisiin kladeihin tai laajentamalla ryhmää siten, että mukaan tulee yhteinen esi-isä ja kaikki tämän jälkeläiset.