CLADOGRAM: WOFÜR ES IST UND BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Ein Cladogramm ist ein Verzweigungsdiagramm oder -schema der Merkmale, die von einer Gruppe von Organismen geteilt werden und die wahrscheinlichste Evolutionsgeschichte der Linie darstellen. Die Rekonstruktion erfolgt nach der vom Biologen Willi Hennig vorgeschlagenen Methode.

Cladogramme zeichnen sich dadurch aus, dass Taxa anhand ihrer Synapomorphien oder abgeleiteten Zeichen, die gemeinsam genutzt werden, gruppiert werden.

Wofür ist das?

Mit Cladogrammen können Sie die phylogenetischen Beziehungen zwischen einer Gruppe oder Gruppen von Organismen von Interesse visualisieren.

In der Evolutionsbiologie ermöglichen diese Diagramme die Ausarbeitung phylogenetischer Bäume und damit die Rekonstruktion der Evolutionsgeschichte einer Gruppe, um deren Klassifizierung und taxonomische Bereiche zu definieren.

Darüber hinaus hilft es, die Evolutionsmechanismen aufzuklären, indem untersucht wird, wie sich Organismen im Laufe der Zeit verändern, in welche Richtung sich diese ändern und in welcher Häufigkeit sie sich ändern.

Wie ausgearbeitet?

Eines der Hauptziele von Evolutionsbiologen ist es, die Position von Arten auf dem "Baum des Lebens" zu finden. Um dies zu erreichen, analysieren sie verschiedene Eigenschaften von Organismen, sei es morphologisch, ökologisch, ethologisch, physiologisch oder molekular.

Die morphologischen Eigenschaften der Individuen wurden häufig verwendet, um ihre Klassifizierung festzulegen; Es kommt jedoch ein Punkt, an dem sie nicht ausreichen, um bestimmte Zweige des Baumes zu unterscheiden. In diesem Fall helfen molekulare Werkzeuge, diese Zusammenhänge zu erkennen.

Sobald das Merkmal ausgewählt ist, werden Hypothesen von Verwandtschaftsbeziehungen zwischen den interessierenden Arten konstruiert und schematisch dargestellt.

In diesem Diagramm stellen die Zweige hypothetische Vorfahren dar, bei denen ein Ereignis der Cladogenese oder Trennung von Evolutionslinien auftrat. Am Ende jedes Zweigs befinden sich alle Taxa, die in die anfängliche Analyse einbezogen wurden, unabhängig davon, ob es sich um Arten oder Gattungen handelt.

Homologien

Um Beziehungen zwischen einer Gruppe von Organismen herzustellen, müssen homologe Zeichen verwendet werden. Das heißt, zwei Merkmale, die einen gemeinsamen Vorfahren haben. Ein Charakter gilt als homolog, wenn er seinen aktuellen Zustand durch direkte Vererbung erlangt hat.

Zum Beispiel sind die oberen Gliedmaßen von Menschen, Hunden, Vögeln und Walen homolog zueinander. Obwohl sie unterschiedliche Funktionen erfüllen und auf den ersten Blick sehr unterschiedlich aussehen, ist das Strukturmuster der Knochen in den Gruppen das gleiche: Sie haben alle einen Humerus, gefolgt vom Radius und der Ulna.

Im Gegensatz dazu sind die Flügel von Fledermäusen und Vögeln (diesmal basierend auf der zu fliegenden Struktur) nicht homolog, da sie diese Strukturen nicht durch direkte Vererbung erworben haben. Der gemeinsame Vorfahr dieser fliegenden Wirbeltiere zeigte keine Flügel und beide Gruppen erwarben sie auf konvergente Weise.

Wenn wir die phylogenetischen Beziehungen ableiten wollen, sind diese Zeichen nicht nützlich, da sie, obwohl sie ähnlich sind, die gemeinsame Abstammung der Organismen nicht angemessen anzeigen.

Gemeinsame primitive und abgeleitete Zeichen

Ein homologer Charakter aller Säugetiere ist nun die Wirbelsäule. Diese Struktur dient jedoch nicht dazu, Säugetiere von anderen Taxa zu unterscheiden, da andere Gruppen - wie Fische und Reptilien - ein Rückgrat haben. In der kladistischen Sprache wird diese Art von Zeichen als primitives gemeinsames Zeichen oder als Simpleiomorphie bezeichnet.

Wenn wir die phylogenetischen Beziehungen zwischen Säugetieren anhand der Wirbelsäule als Kriterium ermitteln wollen, können wir keine verlässliche Schlussfolgerung ziehen.

Im Fall von Haaren ist es eine Eigenschaft, die alle Säugetiere gemeinsam haben und die in anderen Gruppen von Wirbeltieren nicht vorhanden ist. Aus diesem Grund handelt es sich um einen gemeinsamen abgeleiteten Charakter - die Synapomorphie - und es wird als evolutionäre Neuheit einer bestimmten Gruppe angesehen.

Um ein Cladogramm zu erstellen, schlägt die phylogenetische Systematik die Bildung taxonomischer Gruppen unter Verwendung gemeinsamer abgeleiteter Zeichen vor.

Klassifikationsschulen: Kladismus

Um die Klassifizierung und die phylogenetischen Beziehungen zwischen Organismen festzustellen, müssen objektive Normen herangezogen werden, die eine strenge Methode zur Aufklärung dieser Muster verwenden.

Um subjektive Kriterien zu vermeiden, entstehen Klassifikationsschulen: traditionelle evolutionäre Taxonomie und Kladismus.

Der Cladismus (von den griechischen Clados, was "Zweig" bedeutet) oder die phylogenetische Systematik wurde 1950 vom deutschen Entomologen Willi Hennig entwickelt und ist aufgrund seiner methodischen Genauigkeit weithin anerkannt.

Cladisten erstellen Cladogramme, die die genealogischen Beziehungen zwischen Arten und anderen terminalen Taxa darstellen. In ähnlicher Weise suchen sie nach geordneten Sätzen von gemeinsam abgeleiteten Zeichen oder Synapomorphien.

Diese Schule verwendet keine gemeinsamen Ahnenzeichen oder Simpleiomorphien und gewährt nur monophyletischen Gruppen Gültigkeit. Das heißt, Gruppierungen, die den letzten gemeinsamen Vorfahren und alle Nachkommen enthalten.

Paraphyletische Gruppen (Gruppierungen von Organismen, die den jüngsten gemeinsamen Vorfahren enthalten, mit Ausnahme einiger ihrer Nachkommen) oder Polyphetika (Gruppierungen von Organismen verschiedener Vorfahren) gelten nicht für Kladisten.

Prinzip der Sparsamkeit

Es ist möglich, dass bei der Erstellung eines Cladogramms mehrere grafische Darstellungen erhalten werden, die unterschiedliche Evolutionsgeschichten derselben Gruppe von Organismen zeigen. In diesem Fall wird das „sparsamste“ Cladogramm ausgewählt, das die geringste Anzahl von Transformationen enthält.

In Anbetracht der Sparsamkeit ist die beste Lösung für ein Problem diejenige, die die wenigsten Annahmen erfordert. Auf dem Gebiet der Biologie wird dies als weniger evolutionäre Veränderungen interpretiert.

Unterschiede zwischen Cladogrammen und phylogenetischen Bäumen

Im Allgemeinen stellen Taxonomen normalerweise technische Unterschiede zwischen einem Cladogramm und einem phylogenetischen Baum fest. Es muss klargestellt werden, dass ein Cladogramm nicht unbedingt einem phylogenetischen Baum entspricht.

Die Zweige eines Cladogramms sind eine formale Art, eine verschachtelte Hierarchie von Klassen anzuzeigen, während die Zweige in einem phylogenetischen Baum Darstellungen von Linien sind, die in der Vergangenheit aufgetreten sind. Mit anderen Worten, das Cladogramm impliziert keine Evolutionsgeschichte.

Um einen phylogenetischen Baum zu erhalten, müssen zusätzliche Informationen hinzugefügt werden: zusätzliche Interpretationen in Bezug auf die Vorfahren, die Dauer der Abstammungslinien in der Zeit und das Ausmaß der evolutionären Veränderungen, die zwischen den untersuchten Abstammungslinien aufgetreten sind.

Daher sind Cladogramme die ersten Näherungswerte für die endgültige Erstellung eines phylogenetischen Baums, die auf das mögliche Verzweigungsmuster hinweisen.

Beispiele

Amnioten

Das Clnogramm der Amnioten repräsentiert drei Gruppen von Tetrapodenwirbeltieren: Reptilien, Vögel und Säugetiere. Alle diese sind durch das Vorhandensein von vier Schichten (Chorion, Allantois, Amnion und Dottersack) im Embryo gekennzeichnet.

Beachten Sie, dass das Konzept des "Reptils" paraphyletisch ist, da es Vögel ausschließt. Aus diesem Grund wird es von den Kladisten abgelehnt.

Affen

Das Cladogramm der Affen umfasst die Gattungen: Hylobates, Pongo, Gorilla, Pan und Homo. Im Volksmund ist das Konzept des Affen paraphyletisch, weil es die Gattung Homo (wir Menschen) ausschließt.

Verweise

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