Maassamme elää yleisenä kaksi liskolajia: sisilisko (Zootoca vivipara) ja vaskitsa (Anguis fragilis). Jälkimmäinen on käärmemäinen ja jalaton, mutta kuitenkin lisko. Miksi niin, ja yleisemmin ajatellen, kuinka biologit tekevät erotteluja ja luokittelevat miljoonat eliölajit?
Eliölajin luokitteluasema voidaan päätellä vertaamalla sitä mahdollisiin sukulaislajeihin. Vaskitsalla ei ole erittäin liikkuvaa ja venyvää alaleukaa, erittäin paljon selkänikamia tai peräaukon jälkeistä lyhyttä häntää, mitkä ovat käärmeille ominaisia. Nämä yhdessä eräiden muiden seikkojen kanssa osoittavat, että ulkonäkö pettää; kaikki ei ole eliöissäkään sitä, miltä näyttää. Kyse onkin liskosta eikä käärmeestä.
Liskot ja käärmeet, ns. suomumatelijat (Squamata), ovat osa eliöiden monimuotoisuuden eli diversiteetin jatkumoa. Monimuotoisuuden syntyä tutkitaan jäljittämällä eliöiden fylogeniaa eli lajien tai lajiryhmien evolutiivista historiaa. Vaskitsan ja käärmeiden osalta se tarkoittaa, että molemmat kehittyivät jalallisista liskoista, mutta jalallisten liskojen erillisistä kehityslinjoista. Jalattomuus on siis kehittynyt kahteen eri kertaan toisistaan riippumatta suomumatelijoiden evoluutiossa. Fylogeniaa rekunstoruoidaan systematiikan menetelmin, mikä tarkoittaa elävien olentojen luokittelua ja kehityssuhteiden selvittämistä.
Eliöillä on paljon yhteisiä ominaisuuksia, polveutuvathan ne yhteisestä kantamuodosta. Ja mitä enemmän jotkin eliöt muistuttavat toisiaan, sen läheisempiä sukulaisia ne ovat keskenään. Siltä pohjalta eliöt nimetään ja luokitellaan nimettyihin kategorioihin. Tätä nimitetään taksonomiaksi.
Vaskitsalla on muiden tunnettujen ja tieteellisesti nimettyjen eliöiden tapaan kaksiosainen tieteellinen nimi: Anguis fragilis. Ensimmäinen nimi paljastaa suvun, johon vaskitsa kuuluu (mahdollisten) lähisukulaistensa kanssa. Toinen on lajinimi, joka spesifioi vaskitsojen suvun lajin. Tämän binomiaalijärjestelmän keksi jo 1700-luvulla ruotsalainen Carolus Linnaeus eli Linné. Sitä ennen lajeista piti puhua pitkin kuvailevien sanaketjuin. Vaskitsojen suku yhdistetään eräiden toisten sukujen kanssa vaskitsojen heimoksi, jolla on yksiosainen tieteellinen nimi Anguidae, kuten muillakin lajin yläpuolisilla taksoneilla eli nimetyillä systemaattisilla kategorioilla. Tätä on taksonomia käytännössä.
Systemaattinen hierarkia on peräisin myös Linnéltä. Siinä heimot muodostavat lahkoja, lahkot luokkia, luokat pääjaksoja ja pääjaksot kuntia, jotka nykykäsityksen mukaan jakautuvat kolmen domeenin kesken (bakteerit, arkeonit ja aitotumaiset). Systematiikan avulla me ihmiset pystymme hahmottamaan eliökunnan monimuotoisuutta ja käsittelemään kokonaisuuksia.
Perinteinen systematiikka ja sen kategoriat eivät kuitenkaan aina riitä evolutiivisten polveutumissuhteiden kuvaamiseen. Sellaiseen käytetään fylogeneettisiä diagrammeja, puumaisesti tai oikeastaan pensasmaisesti haarautuvia kaavioita, evoluutiopuita eli sukupuita. DNA-analyysit ja muut nykyiset menetelmät saattavat osoittaa myös virheitä aiemmissa luokitteluissa. Lisäksi Linnén tapainen luokittelu ei kerro mitään rinnakkaisten taksonien (kuten esim. matelijoiden, nisäkkäiden ja lintujen) evoluutiosuhteista. Näistä syistä ovat jotkut systemaatikot ehdottaneet, että luokittelun tulee perustua pelkästään evolutiivisiin suhteisiin. Samaan ryhmään voisi kuulua vain kantamuoto ja kaikki siitä polveutuneet jälkeläiset. Näin ollen esim. linnut tulisi sisällyttää matelijoihin, sillä ne ovat kehittyneet matelijoista.
Polveutumiskaaviossa (kladogrammissa, kuvia) esiintyy useimmiten kahtiajakoja. Kukin haarautumiskohta edustaa kantamuotoa, josta haarojen edustajat ovat polveutuneet. Rinnakkaisia haaroja nimitetään sisartaksoneiksi. Huomionarvoista on että evoluutiopuussa voidaan kukin haarautumiskohta kääntää toisinpäin, joten puu ei kerro, että esim. ylimpänä olevat haarat olisivat ns:sti kehittyneempiä kuin alemmat. Evoluutiopuulla havainnollistetaan evoluution kulkua eikä eliöiden ulkoasun samankaltaisuutta. Sukulaistaksoneilla on tietynlaisia yhteisiä piirteitä, mutta voivat olla melko erilaisia, jos evoluutionopeus ja/tai ympäristön olosuhteet ovat olleet erilaisia. Esimerkiksi: vaikka krokotiilit ovat läheisempää sukua linnuille kuin liskoille, ne muistuttavat enemmän liskoja, koska morfologia on muuttunut dramaattisesti lintujen kehityslinjassa.
Fylogeneettistä tietoa voidaan soveltaa jonkin verran käytännössä. Kun selvitetään ravintokasvien lähimmät sukulaiset, voi niistä löytyä geneettistä monimuotoisuutta, jota voidaan käyttää uusien satoisampien, tuholaisia kestävämpien ja erilaisiin olosuhteisiin (esim. kuivuuteen) sopetumiseen. Valaiden kestävän pyynnin valvonnassa on käytetty fylogeniaan liittyviä menetelmiä analysoimalla DNA-sekvenssejä eri lajeilla. Lihanäytteistä saadaan selville onko saalistettu kansainvälisen lain suojaamia lajeja.
Fylogenian eli kehityshistorian selvittämiseksi täytyy kulloinkin tutkittavina olevista eliöistä kerätä mahdollisimman paljon tietoa niiden morfologiasta, geeneistä ja biokemiasta. Tärkeää on keskittyä ominaisuuksiin, jotka johtuvat yhteisestä kantamuodosta, sillä vain ne kuvastavat sukulaisuutta. Niitä ominaisuuksia sanotaan homologisiksi eli samasyntyisiksi (kuvia). Esim. linnun siipi, lepakon siipi, ihmisen yläraaja ja koiran eturaaja ovat homologisia; mutta hyönteisten siivet eivät ole homologisia selkärankaisten siipien kanssa, sillä ne ovat synnyltään aivan eri alkuperää; ne ovat samatoimisia eli analogisia selkärankaisten siipien kanssa (kuvia). Myös DNA-sekvenssit ovat homologisia, mikäli ne ovat peräisin yhteiseltä kantamuodolta.
Analogisia piirteitä synnyttää konvergenssiksi nimitetty ilmiö. Sitä tapahtuu, kun samanlaiset ympäristöpaineet ja luonnonvalinta tuottaa samanlaisia sopeutumia eliöissä, jotka ovat eri kehityslinjoista. Tunnettu esimerkki ovat kaktukset (Cactaceae, kuvia) ja monet niitä muistuttavat tyräkit (Euphorbia, kuvia), jotka kuuluvat eri koppisiemenislinjoihin, edelliset lahkoon Caryophyllales, jälkimmäiset Malpighiales. Eläinten puolelta voisi mainita Australian pussieläimet (Marsupialia kuvia), joiden joukossa on monia muiden mantereiden aivan toisiin kehityshaaroihin kuuluvia nisäkkäitä muistuttavia. Pussieläinten ja muiden nisäkkäiden yhteinen kantamuoto eli noin 140 miljoonaa vuotta sitten.
Vertailtavien ominaisuuksien monimutkaisuus tarjoaa myös mahdollisuuden erottaa toisistaan homologisia ja analogisia piirteitä. Jos kahdessa monimutkaisessa rakenteessa on paljon yhtäläisyyttä, on todennäköistä, että eliöt ovat polveutuneet yhteisestä kantamuodosta. Aikuisen ihmisen ja simpanssin kallot koostuvat monista yhteen kasvaneista luista. Yhtäläisyys kallojen välillä on lähes täydellinen luu luulta. On hyvin epätodennäköistä, että sellainen monimutkaisuus olis kehittynyt erikseen toisilleen sukua olemattomista kantamuodoista.
Geenitasolla pätee sama periaate. Mitä pidemmät ja monimutkaisimmat sekvenssit ovat samankaltaisia, sitä todennäköisemmin eliöt ovat sukulaisia. Mutta analogian vaara on läsnä DNA:ssakin. On kehitetty tilastollisia menetelmiä homologisuuden ja analogisuuden erotteluun niissä tapauksissa, joissa yli 25 % emässekvensseistä on yhtäläisiä.