Zooloji hayvanların bilimsel olarak incelenmesidir. Çalışmaları, hem yaşayan hem de soyu tükenmiş tüm hayvanların yapısını, embriyolojisini, sınıflandırmasını, alışkanlıklarını ve dağılımını ve ekosistemleriyle nasıl etkileşime girdiklerini içerir. Zooloji, biyolojinin ana dallarından biridir. Terim, Antik Yunanca ζῷον, zōion ('hayvan') ve λόγος, logos kelimelerinden türetilmiştir.
Biyolojide taksonomi , ortak özelliklere dayalı olarak biyolojik organizma gruplarını adlandırma, tanımlama (sınırlandırma) ve sınıflandırma bilimsel çalışmasıdır. Organizmalar taksonlar halinde gruplandırılır ve bu gruplara taksonomik bir seviye verilir; belirli bir seviyedeki gruplar daha yüksek rütbeli daha kapsayıcı bir grup oluşturmak için toplanabilir, böylece taksonomik bir hiyerarşi oluşturulur. Modern kullanımdaki başlıca sıralamalar üst âlem, âlem, şube, sınıf, takım, familya, cins ve türdür. İsveçli botanikçi Carl Linnaeus, organizmaları kategorize etmek için Linnaean taksonomisi olarak bilinen sıralı bir sistem ve organizmaları adlandırmak için ikili adlandırma geliştirdiği için mevcut taksonomi sisteminin kurucusu olarak kabul edilir.
Biyolojide filogenetik çeşitli organizma grupları arasındaki evrimsel ilişkinin araştırmasıdır. Bu ilişkiler filogeni olarak adlandırılır. Filogenetik terimi Yunanca kökenlidir, "kabile, ırk" anlamına gelen file veya filon (φυλή/φῦλον) ve doğumla ilişkili anlamındaki genetikos (γενετικός) terimlerinden türetilmiştir. Organizmaların sınıflandırması ve adlandırması olan taksonomi, filogenetikten büyük miktarda etkilenmiştir ama yöntemsel ve mantıksal olarak farklıdır. Bu iki saha, "kladizm" veya "kladistik" olarak bilinen filogenetik sistematik bilim dalında örtüşürler. Filogenetik sistematikte taksonları birbirinden ayırt etmek için sadece filogenetik ağaçlar kullanılır. Evrimsel hayat ağacının araştırılması için filogenetik analiz yöntemleri vazgeçilmez hâle gelmiştir.
Kladistik, canlılar arasında kalıtsal benzerliklere dayalı evrimsel ilişkileri belirleyen bir biyoloji dalıdır. Canlılar arasında evrimsel ilişkileri inceleyen çok sayıda filogenetik sistematik öğretilerinden en ünlüsüdür. Kladistik, inceleme konusu yapılan canlıların sinapomorflar olarak da adlandırılan "ortak kalıtsal özellikler" kullanılarak yürütülen, çok titiz bir analiz yöntemidir. Kladistik analiz, canlıları evrimsel ilişkilerine göre gruplamayı amaçlayan, birçok çağdaş biyolojik sınıflandırma düzenlemeleri için temel oluşturmaktadır. Buna karşılık, fenetik canlıları dış benzerliklerine göre gruplamaktadır, ancak geleneksel olarak bu yöntemin benimsenmesi kısıtlı sayıda anahtar karakterlere bağlı kalma eğilimini doğurmaktadır. Kladistik terimi Antik Yunanca κλάδος, klados, "dal" sözcüğünden türetilmiştir.
Bir filogenetik ağaç veya evrim ağacı farklı biyolojik türler veya ortak bir atası olan diğer varlıkların arasındaki evrimsel ilişkileri gösteren bir grafik ağaçtır. Bir filogenetik ağaçta, iki dalın ayrıldığı her bir düğüm noktası altsoyların ortak atasını temsil etmektedir. Bazı ağaçların dal uzunlukları alt türlerin birbirinden evrimsel olarak ayrışma zamanı ile ilişkilidir. Her düğüm bir takson, yani bir taksonomi birimidir. İç düğümler geçmişte var olmuş taksonlara ait olup doğrudan gözlemlenemeyeceği için hipotetik taksonlar olarak adlandırılır.
Evrimin kanıtları ve canlıların ortak atadan geldiği, bilim insanlarının uzun yıllar boyunca çeşitli alanlar ve disiplinlerde canlıların akrabalık derecesi ve ortak kökenine dair çalışmalarda ortaya çıkarılmış olup bu kanıtlar, evrimsel süreçlerin meydana geldiğini göstererek evrimin bir olgu olarak gerçekliğini doğrulamış ve Dünya üzerindeki yaşamın türlülük ve çeşitliliğine neden olan doğal süreçler hakkında bir bilgi zenginliği sağlamıştır. Bu kanıtlar, yaşamın zaman içinde nasıl ve neden değiştiğini açıklayan ve bilimsel bir kuram olan modern evrimsel sentezi desteklemektedir. Evrimsel biyologlar, test edilebilir varsayımlarda bulunup hipotezleri test ederek ve nedenlerini açıklayan ve gösteren kuramlar geliştirerek ortak atayı belgelerler.
Kladogenez, bir türün iki farklı türe evrilerek klad oluşturduğu evrimsel ayrılma olayı.
Kladogram, canlılar arasındaki evrimsel ilişkileri göstermek için kladistikte kullanılan diyagramlardır. Atalar ile soyundan gelenlerin nasıl ilişkili olduklarını ve ne kadar değiştiklerini göstermediğinden ötürü bir kladogram evrim ağacı değilse de birçok evrim ağacı tek bir kladogramdan çıkarılabilir. Kladogram farklı yönlerde dallanarak uzayan ve en son ortak atası olan bir grup organizma olan kladlarda sonlanan ve dal adı verilen çizgilerden oluşur. Çok çeşitli kladogram şekilleri olsa da hepsinin ortak özelliği diğer çizgilerden dallanan çizgilerdir. Çizgiler dallandıkları noktaya kadar izlenebilirler. Bu bağlantı noktaları üstündeki taksonlar tarafından paylaşılan ortak özellikleri gösterdiği sonucuna varılmış varsayımsal ataları temsil eder. Bu varsayımsal ata farklı özelliklerin, adaptasyonların ve diğer evrimsel özelliklerin evrimleşme sırası hakkında ipuçları verebilir. Her ne kadar böyle kladogramlar geleneksel olarak morfolojik özellikler temelinde şekillendirildiyse de DNA ve RNA dizileme verileri ile birlikte işlemsel filogenetik artık kladogramların oluşturulmasında tek başına ya da morfolojik özelliklerle bir arada kullanılmaktadır.
Filogenetikte, bir soy ya da taksonun ilkel özelliği bir kladın ya da klad grubunun ortak atasından kalıtsal olarak geçmiş ve o zamandan beri de çok az değişikliğe uğramış bir özelliktir. Buna karşın klad grubunun içinde olduğu görünen bir özellik ise yani kladın içinde herhangi bir alt grupta görülen ama tamamında görülmeyen özellik ise gelişmiş ya da türemiş bir özelliktir. Klad, ortak ataları ve onun soyundan gelen organizmaların tamamının oluşturduğu bir gruptur.
Kladistik ya da filogenetikte, bir dış grup incelenen organizma grubu içindeki evrimsel ilişkileri belirlerken daha uzaktan ilişkili olan ve referans grubu olarak kullanılan organizmalar grubudur. Dış grup, iç grup için bir karşılaştırma noktası olarak kullanılır ve özel olarak da filogeninin kökünün olmasını sağlar. Özellik değişikliğinin yönü yalnızca kökü olan bir filogeni sayesinde belirlenebildiği için dış grubun seçimi bir filogeni içinde özelliklerin evrimini anlayabilmek için gereklidir.
Biyolojik sistematik, geçmişte yaşamış ve günümüzde yaşayan canlıların çeşitlenmesi ve zaman içinde bu canlılar arasındaki ilişkileri inceleyen bir alandır. Bu ilişkiler evrim ağaçları, filogenetik ağaçları ya da kladogramlar (filogeniler) olarak görsel hâle getirilir. Filogenilerin iki bileşeni vardır: Gruplar arasındaki ilişkileri gösteren dallanma sırası ve evrim için geçen süreyi gösteren dal uzunluğu. Tür ve daha yüksek taksonların filogenetik ağaçları anatomik ya da moleküler özellikler gibi karakter özelliklerinin evrimi ve organizmaların dağılımını araştıran biyocoğrafya üzerine yapılan çalışmalarda kullanılır. Diğer bir deyişle sistematik, Dünya üzerinde yaşamın evrimsel tarihçesini anlamak için kullanılır.
Teriyodontlar veya Theriodontia çeşitli bir terapsit grubudur. Geleneksel, Linnaean terimlerle tanımlanabilirler, bu durumda Orta Permiyen'den Orta Kretase'ye kadar yaşayan sinapsitlerin bir alt takımıdır veya kladistik terimlerle, bu durumda sadece geleneksel theriodonları değil aynı zamanda onların soyundan gelenleri de içerirler.
Sphenacodontoidea, Sphenacodontidae familyasını ve memelilerin dahil olduğu terapsitleri içeren bir sinapsit grubudur. Taksonun monofiletik bir grup olarak geçerliliği konusunda bilim insanları arasında genel bir fikir birliği yoktur.
Bir organizma grubu için kladistikte, monofili, klad olmanın koşuludur - yani, yalnızca ortak bir atadan ve onun tüm soyundan oluşan bir grup taksondur. Monofiletik gruplar tipik olarak, daldaki organizmaları diğer organizmalardan ayıran ortak türetilmiş özellikler (sinapomorfiler) ile karakterize edilir. Eşdeğer bir terim holofilidir.
Filogenetikte otapomorfi yalnızca belirli bir taksona özgü, türemiş karakter olarak bilinen ayırt edici bir özelliktir. Yani yalnızca bir taksonda bulunur ve diğerlerinde ya da dış grup taksonlarında ve hatta en yakından ilişkili diğer taksonlarda ya da genel olarak başka bir kladda bulunmaz. Dolayısıyla tek bir takson ile ilişkili bir apomorfi olarak kabul edilebilir.
Filogenetikte, apomorfi ve sinapomorfi bir kladın türemiş karakterlerini işaret eder; bu karakterler ya da özellikler evrimsel süreç boyunca atasal karakterlerden türemiştir. Apomorfi, soyun atasında bulunan biçimden farklı bir karakterdir ve kladı diğer kladlardan ayırt etmeye yarar. Sinapomorfi ise kladı diğer organizmalardan ayırt etmeye yarayan ve paylaşılan apomorfidir. Diğer bir deyişle sinapomorfi, monofiletik bir grubun üyeleri tarafından paylaşılan bir apomorfidir ve dolayısıyla en son ortak atada da bulunduğu varsayılır.
Filogenetikte plesiomorfi atasal karakter durumudur. Simplesiomorfi, klad içinde öncekiler de dahil olmak üzere, iki ya da daha fazla takson tarafından paylaşılan plesiomorfidir. Psödoplesiomorfi ise ne bir plesiomorfi ne de bir apomorfi olarak tanımlanamayan karakterlerdir.
Filogenetikte taç grup bir türler topluluğudur ve o topluluğun yaşayan üyeleri, topluluğun en son ortak atası ile birlikte en son ortak atanın soyundan gelen tüm türler bu topluluğu oluşturur. Dolayısıyla, bir tür ile birlikte onun soyundan gelen tüm yaşayan ve soyu tükenmiş türleri de içine alan bir grup olarak bir klad tanımlama yöntemidir. Örneğin, tüm günümüz kuşlarının en son ortak atası ile birlikte onun soyundan gelen tüm yaşayan ve soyu tükenmiş türleri de içine alan Neornithes bir taç grup olarak tanımlanabilir.
Taksonomide eğer bir grup en son ortak atası ve soyundan gelenlerin tamamını içeriyor ama genellikle bir ya da iki monofiletik alt grubu kapsamıyorsa bu grup dışarıda bırakılan alt gruplara nazaran parafiletik olarak adlandırılır. Parafiletik bir grup bir klad ya da ortak ata ile birlikte soyundan gelen tüm türlerin yer aldığı bir tür grubu olan monofiletik bir grup olamaz. Parafiletik grubun bir ya da daha fazla üyesi, dışarıda bırakılan grup ya da gruplara, parafiletik gruptan daha yakın akrabadır. Terim filogenetikte ve dilbilimde yaygın olarak kullanılır. Parafiletik gruplar sinapomorfiler ve simplesiomorfilerin birleşimi ile tanımlanırlar.
Evrimsel bir soy, atadan toruna sürekli bir hatla bağlanan geçici bir popülasyon, organizma, hücre veya gen dizisidir. Soylar, evrimsel yaşam ağacının alt kümeleridir ve genellikle moleküler filojeni teknikleriyle belirlenir.
