Stammbäume rekonstruieren

Ein Stammbaum wird aus homologen Merkmalen rekonstruiert (4.1.1). Doch nicht jedes Merkmal, das zwei Arten teilen, zeigt, dass sie näher miteinander verwandt sind als mit anderen.

• Ursprünglich (plesiomorph):Merkmalszustand, der schon bei weiter entfernten Vorfahren vorhanden war — etwa die Wirbelsäule bei Mensch und Maus, die schon Fische besitzen.
• Abgeleitet (apomorph):Merkmalszustand, der in einer Stammlinie neu entstanden ist — etwa Haare und Milchdrüsen, die nur Säugetiere besitzen.
• Außengruppe:Art, die sicher außerhalb der untersuchten Gruppe steht; Merkmalszustände, die sie mit der Gruppe teilt, gelten als ursprünglich — so wird die Leserichtung festgelegt.
• Synapomorphie:gemeinsames abgeleitetes Merkmal; es entstand einmal bei einem gemeinsamen Vorfahren und begründet deshalb eine engere Verwandtschaft.
• Symplesiomorphie:gemeinsames ursprüngliches Merkmal; es sagt nichts darüber aus, wer mit wem näher verwandt ist.
• Autapomorphie:abgeleitetes Merkmal nur einer Art oder Gruppe; es kennzeichnet sie, verrät aber nicht ihre Stellung im Stammbaum.

Weil abgeleitete Merkmale in Gruppen ineinandergeschachtelt auftreten, lassen sie sich zu einem Verzweigungsdiagramm ordnen, dem Kladogramm.

• Kladogramm:Verzweigungsdiagramm mit den Arten an den Astenden; jeder Verzweigungspunkt steht für einen gemeinsamen Vorfahren, Striche auf den Ästen für neu entstandene Merkmale.
• Schwestergruppen:zwei Gruppen, die aus derselben Verzweigung hervorgehen; sie sind gleich alt und miteinander näher verwandt als mit allen anderen.
• Monophyletische Gruppe:ein Vorfahr mit allen seinen Nachkommen; nur solche Gruppen sind durch Synapomorphien gekennzeichnet.
• Sparsamkeitsprinzip (Parsimonie):Von mehreren möglichen Bäumen gilt der als am besten begründet, der mit den wenigsten Merkmalsänderungen auskommt.
• Konvergenz als Fehlerquelle:unabhängig entstandene ähnliche Merkmale täuschen Synapomorphien vor; sie widersprechen dem sparsamsten Baum und müssen darin mehrfach entstehen.
• Kladogramm und Distanzbaum:Ein Stammbaum aus Sequenzdistanzen (4.1.2) fasst die Gesamtähnlichkeit zusammen; ein Kladogramm stützt jede Verzweigung auf benannte abgeleitete Merkmale.

Die Tabelle zeigt neun Merkmale von sieben Tieren; das Lanzettfischchen ist die Außengruppe (Eihaut oder Amnion: Hülle um den Embryo, die das Ei vom Wasser unabhängig macht). Baue das Kladogramm von der Wurzel her: Wähle mit den Knöpfen unter der Bühne (oder mit Klick auf eine Tabellenzeile) jeweils die Art, die als Nächste abzweigt. Die Striche zeigen, auf welchem Ast ein Merkmal entstanden ist. Ist der Baum fertig, vergleiche ihn mit der Gegenhypothese.

Halte fest: Jede Verzweigung ist durch eine Synapomorphie begründet: Wirbel, Kiefer, vier Gliedmaßen, Eihaut, schließlich Hornschuppen und Harnsäure für Eidechse und Taube. Die Flügel passen nicht dazu — sie müssen zweimal entstanden sein. Die Gegenhypothese „Fledermaus + Taube“ bräuchte eine Merkmalsänderung mehr, deshalb gilt nach dem Sparsamkeitsprinzip der erste Baum.