Genetik ya da kalıtım bilimi, biyolojinin organizmalardaki kalıtım ve genetik varyasyonu inceleyen bir dalıdır. Türkçeye Almancadan geçen genetik sözcüğü 1831 yılında Yunanca γενετικός - genetikos ("genitif") sözcüğünden türetildi. Bu sözcüğün kökeni ise γένεσις - genesis ("köken") sözcüğüne dayanmaktadır.
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 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.
Yatay gen transferi, bir organizmanın, ikinci bir organizmadan türemeden, o ikinci organizmaya ait genetik malzeme edinmesini sağlayan herhangi bir süreçtir. Buna karşın, dikey transfer bir organizmanın kendi atalarından genetik malzeme edinmesidir. Genetik bilimi bu iki transfer biçiminden daha yaygını olan dikey transfere odaklanmış olmakla beraber, yakın zamanda yatay transferin de anlamlı bir olgu olduğu bilincine varılmıştır. Yatay gen transferinin yapay biçimi bir genetik mühendislik şeklidir.
Mitokondriyal DNA (mtDNA), mitokondri organelinin sitoplazmaya benzer bir sıvı ile dolu olan matriks adı verilen bir kompartımanında bulunan, çift zincirden oluşmuş halkasal yapılı bir nükleik asittir. Her hücrede bir çift Kromozomal DNA bulunurken, mtDNA hücre başına 100-10.000 kopyaya sahip olabilir. Mitokondriyal DNA maternal kalıtım gösterir, bir başka deyişle anneden çocuklara aktarılır.
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.
Mikro evrim, tek bir canlı türü ve bu türün popülasyonları içinde çeşitli seleksiyonlar sonucu oluşan tüm küçük değişimler ve evrimleşme olayları. Bu anlamda mikro evrim, bir popülasyonun gen sıklığında küçük ölçekte oluşan değişimlerin evrimidir.
En son ortak ata (ESOA) veya en yakın ortak ata, genetik biliminde bir gruptaki tüm organizmaların doğrudan soyundan geldiği en son bireydir. Bu terim çoğunlukla insan soy biliminde kullanılır.
Eşeyli üremenin evrimi, şu an güncel olan birkaç farklı bilimsel hipotez tarafından açıklanmaktadır. Eşeyli yolla üreyen tüm organizmalar tek hücreli ökaryot bir türden türemiş olup tek bir ortak atadan gelmektedir. Birçok protist, çok hücreli bitkiler, hayvanlar ve mantarlar gibi eşeyli üreme yoluyla çoğalırlar. Bdelloidea veya herhangi bir döllenme meydana gelmeden meyve oluşturabilme özelliğine sahip bazı partenokarp bitkiler gibi, ikinci derecede bu özelliği kaybetmiş olan bazı türler de bulunmaktadır. Eşeyli üremenin evrimi birbirleriyle ilişkili ama birbirlerinden farklı olan iki değişik konuyu ele alır. Bunlardan birincisi eşeyli üremenin kökeni, diğeri ise eşeyli üremenin korunarak devamlılığın sağlanmasıdır. Ancak eşeyli üremenin kökenine dair hipotezlerin deneysel olarak test edilmeleri zor olduğundan, güncel araştırmalar daha ziyade eşeyli üremenin nasıl korunduğu ve sürdürüldüğüne odaklanmıştır.
Kladogenez, bir türün iki farklı türe evrilerek klad oluşturduğu evrimsel ayrılma olayı.
Moleküler filojeni, organizmanın evrimsel ilişkileri hakkında bilgi toplamak amacıyla ağırlıklı olarak DNA dizilerinde görülen genetik ve kalıtımsal moleküler farklılıkları analiz eden bir filogenetik dalıdır. Bu analizlerden türler arasındaki çeşitliliğin sağlandığı süreçleri belirlemek mümkündür. Moleküler filogenetik analizin sonucu filogenetik ağaçta gösterilir. Moleküler filojeni "moleküler sistematik" ile benzer bir terimdir. Moleküler sistematik, moleküler filojeniden farklı olarak moleküler verilerin biyocoğrafya ve taksonomide de kullanımını inceler.
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.
Klad ya da monofiletik grup, ortak ataları ile onun soyundan gelenlerin oluşturduğu bir organizma grubudur. Taksonomi literatüründe Latince cladus terimi de sıklıkla kullanılır.
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.
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.
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, 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 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.
Son evrensel ortak ata, şu anda Dünya üzerinde yaşayan tüm organizmaların ortak bir atayı paylaştığı en son popülasyondur ve Dünya üzerindeki tüm mevcut yaşamın en yakın ortak atasıdır. Bu mevcut yaşama tüm hücresel organizmalar dahildir; virüslerin kökenleri belirsizdir ancak aynı genetik kodu paylaşırlar. SEOA muhtemelen çeşitli virüsleri de barındırıyordu. SEOA, Dünya üzerindeki ilk yaşam değildir fakat var olan tüm canlıların atalarının en son biçimidir.
