เคลด

ประวัติคำ

นักชีววิทยาวิวัฒนาการจูเลียน ฮักซ์ลีย์ ได้บัญญัติคำว่า "clade" ใน พ.ศ. 2500 เพื่อกล่าวถึงผลจากวิวัฒนาการแบบแยกสาย (cladogenesis)
กลุ่มจำนวนมากที่มีชื่อสามัญเป็นเคลด ยกตัวอย่างเช่น สัตว์ฟันแทะและแมลงเป็นต้น ในแต่ละกรณี ชื่อหมายเอาบรรพบุรุษหนึ่งที่มีร่วมกันและลูกหลานทั้งหมด เช่น สัตว์ฟันแทะเป็นสาขาของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่แยกออก หลังจากช่วงที่เคลดไดโนเสาร์ได้ยุติความเป็นเจ้าโลกในบรรดาสัตว์มีกระดูกสันหลังบนบกเมื่อ 66 ล้านปีก่อน ทั้งกลุ่มประชากรเบื้องต้นรวมทั้งลูกหลานทั้งหมดของมันเป็นเคลด ซึ่งเป็นกลุ่มเดียวกับสัตว์อันดับ Rodentia และแมลงก็เป็นกลุ่มเดียวกับ ชั้น Insecta ภายในเคลดเหล่านี้ก็ยังมีเคลดย่อยอื่น ๆ รวมทั้งชิปมังก์และมด ซึ่งแต่ละกลุ่มก็ยังมีเคลดที่เล็กกว่าอื่น ๆ ส่วนเคลดสัตว์ฟันแทะเองก็อยู่ในเคลดที่ใหญ่กว่าอื่น ๆ รวมทั้งสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สัตว์มีกระดูกสันหลัง และสัตว์

ประวัติการตั้งชื่อและการจัดหมวดอนุกรมวิธาน

ไอเดียเกี่ยวกับเคลดไม่มีในยุคการจัดอนุกรมวิธานแบบลิเนียนก่อนดาร์วิน ซึ่งจัดอาศัยความคล้ายคลึงกันทางสัณฐานทั้งภายในภายนอกระหว่างสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ แต่ก็บังเอิญว่า กลุ่มสัตว์ที่รู้จักกันดีในงาน Systema Naturae ของลินเนียส (โดยเฉพาะภายในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลัง) จริง ๆ ก็เป็นเคลดด้วย อย่างไรก็ดี วิวัฒนาการเบนเข้าก็เป็นเหตุของสิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่คล้ายคลึงกันทางสัณฐานจึงชวนให้เข้าใจผิด เพราะจริง ๆ สืบสายพันธุ์มาคนละสาย
เมื่อเข้าใจมากขึ้นในช่วงครึ่งแรกของคริสต์ศตวรรษที่ 19 ว่า สปีชีส์จะเปลี่ยนไปแล้วแยกออกจากกันโดยใช้เวลายาวนาน การจัดหมวดหมู่จึงเห็นมากขึ้นว่าเป็นสาขาต่าง ๆ ของต้นไม้วิวัฒนาการของชีวิต ทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วินที่พิมพ์ในปี 2402 ให้น้ำหนักต่อมุมมองนี้ ทอมัส เฮ็นรี่ ฮักซ์ลีย์ ผู้สนับสนุนทฤษฎีของดาร์วินคนแรก ๆ คนหนึ่ง ก็ได้เสนอแก้การจัดอนุกรมวิธานโดยอาศัยเคลด ยกตัวอย่างเช่น เขาจัดกลุ่มนกเข้ากับสัตว์เลื้อยคลานโดยอาศัยหลักฐานซากดึกดำบรรพ์
นักชีววิทยาชาวเยอรมันอีมิล ฮานส์ วิลลี เฮ็นนิก (2456 - 2519) ผู้ก่อตั้งสาขาแคลดิสติกส์ ได้เสนอระบบการจัดหมวดหมู่ที่แสดงการแยกออกเป็นสาขา ๆ ของต้นไม้ตระกูล (พงศาวลี) เทียบกับระบบก่อน ๆ ที่จัดสิ่งมีชีวิตเป็น "ขั้นบันได" โดยแสดงสิ่งมีชีวิตที่ "ก้าวหน้า" กว่าบนยอด
นักอนุกรมวิธานจึงได้จัดระบบการจัดหมวดหมู่ ให้สะท้อนกระบวนการวิวัฒนาการมากขึ้นตั้งแต่นั้น แต่ถ้าเป็นเรื่องการตั้งชื่อ หลักนี้บางครั้งจะไม่เข้ากับการตั้งชื่อตามชั้นตามระบบของลินเนียส เพราะในระบบหลัง หน่วยที่สัมพันธ์กับ "ลำดับชั้น" (rank) เท่านั้นจะมีชื่อ แต่ก็ไม่มีลำดับชั้นเพียงพอที่จะตั้งชื่อตามเคลดมากมายที่มีโครงสร้างแบบซ้อนใน อนึ่ง ชื่อหน่วยอนุกรมวิธานไม่ได้นิยามให้แน่นอนว่าจะหมายถึงเคลด เพราะเหตุผลนี้และอื่น ๆ จึงมีการพัฒนา "การตั้งชื่อตามวิวัฒนาการชาติพันธุ์" (phylogenetic nomenclature) ซึ่งยังไม่มีมติร่วมกัน

นิยาม

โดยนิยามแล้ว เคลดมาจากชาติพันธุ์เดียว (monophyletic) ซึ่งหมายความว่ามันมีบรรพบุรุษหนึ่ง (ซึ่งอาจเป็นสิ่งมีชีวิตหนึ่ง กลุ่มประชากรหนึ่ง สปีชีส์หนึ่ง เป็นต้น) และลูกหลานของมันทั้งหมด บรรพบุรุษอาจจะรู้จักหรือไม่รู้จัก และสมาชิกของเคลดอาจจะยังมีอยู่หรือสูญพันธุ์ไปแล้ว ไม่ว่าจะเป็นบางส่วนหรือทั้งหมด

เคลดและต้นไม้วิวัฒนาการชาติพันธุ์

ศาสตร์ที่พยายามสร้างต้นไม้วิวัฒนาการชาติพันธุ์และกำหนดเคลดต่าง ๆ เรียกว่า วิวัฒนาการชาติพันธุ์ (phylogenetics) หรือ แคลดิสติกส์ (cladistics) โดยคำหลัง เออร์นสต ไมเออร์ ได้บัญญัติขึ้นในปี 2508 จากคำว่า clade ผลของการวิเคราะห์ทางวิวัฒนาการชาติพันธุ์หรือทางแคลดิสติกส์ จะเป็นผังคล้ายต้นไม้ที่เรียกว่า "แผนภาพวิวัฒนาการชาติพันธุ์" (cladogram) ผังและสาขาของมันทั้งหมด ก็คือสมมติฐานของวิวัฒนาการชาติพันธุ์
ในระบบการตั้งชื่อตามวิวัฒนาการชาติพันธุ์ (phylogenetic nomenclature) มีวิธีการสามอย่างในการกำหนดเคลด ขึ้นอยู่กับ node, stem, และ apomorphy