Filogenia (ou filogênese) (grego: phylon = tribo, raça e genetikos = relativo à gênese = origem) é o termo comumente utilizado para hipóteses de relações evolutivas (ou seja, relações filogenéticas) de um grupo de organismos, isto é, determinar as relações ancestrais entre espécies conhecidas (ambas as que vivem e as extintas). Sistemática Filogenética, proposta por Willi Hennig, é o estudo filogenético desses grupos, geralmente com a finalidade de testar a validade de grupos e sua taxionomia. De acordo com esta abordagem, somente são aceitos como naturais os grupos comprovadamente monofiléticos. A Sistemática Filogenética é uma base sobre a qual diversos métodos foram desenvolvidos, dos quais o dominante atualmente é a Cladística.

Comumente métodos usados para deduzir filogênese incluem parcimônia, máxima verossimilhança, e Teoria de Bayes baseada no MCMC (Monte Carlo em Cadeias de Markov). Métodos baseados em distância constroem árvores baseadas em semelhança global que é assumida freqüentemente e que aproxima relações filogenéticas. Todos os métodos, com exceção da parcimônia, dependem de um modelo matemático implícito ou explícito que descreve a evolução dos caráters observados nas espécies analisadas, e é normalmente usado para filogenia molecular onde os nucleotídeos alinhados são considerados caráters.

Na parte final do século XIX, a teoria da recapitulação, ou a lei biogenética de Haeckel foi amplamente aceita. Esta teoria foi expressa como a "ontogenia recapitula a filogenia", isto é, o desenvolvimento de um organismo reflete exatamente o desenvolvimento evolucionário das espécies. Esta teoria perdeu apoiantes no início do século XX por ser incompatível com a evolução e com a genética, estabelecidas por Charles Darwin e Gregor Mendel, respectivamente.

Filogenias Moleculares
Organismos podem herdar genes de dois modos: através de transferência vertical, dos progenitores para a prole, ou por transferência lateral, na qual genes migram para organismos sem parentesco definido, um fenômeno comum em Procariontes. Carl Woese propôs a teoria de três domínios de vida (Eubacteria, Archaea e Eucariontes) baseado na descoberta de que os genes que codificam RNAr são antigos e se distribuíram em cima de todas as linhagens de vida com pequenas ou nenhuma transferência lateral. Portanto, RNAr são comumente usados como relógios moleculares para reconstruir filogenias. Isto foi particularmente útil para a filogenia de microorganismos para os quais o conceito de espécies não se aplica e que são muito morfologicamente simples ser classificado baseado em características fenótipicas.


Provando o Táxon
Devido ao desenvolvimento de técnicas de biologia comparada, incluindo a biologia molecular, ficou possível comparar grandes quantidades de dados dados morfológicos, ecológicos e comportamentais com a informação proveniente do DNA ou sucessões de aminoácidos. Os caracteres observados são codificados em uma matriz e, a partir de uma série de premissas (a mais fundamental delas sendo que grupos que compartilham características iguais devem possuir uma origem evolutiva comum), são gerados diagramas por vezes chamados de filogenias ou árvores filogenéticas (que na verdade são representações gráficas de uma hipótese sobre as relações evolutivas dos grupos analisados). Quando um grupo de organismos (clado) apresenta uma origem em comum, é considerado natural. Quando esse grupo representa um táxon reconhecido, esse táxon é considerado válido ou natural.

Árvore Filogenética
Willi Hennig
Clado
Cladística