stammbaum?

2 Antworten

Um einen Stammbaum zu erstellen, benötigst du eine Distanzmatrix. Das klingt kompliziert, ist aber eigentlich ganz einfach. Die Grundidee dahinter ist folgende: je enger zwei Verwandtschaftsgruppen (z. B. zwei Arten) miteinander verwandt sind, umso weniger Zeit ist seit der Trennung von ihrem gemeinsamen Vorfahren vergangen und umso ähnlicher müssen sie sich deshalb sein (weil ja weniger Zeit war, in der sich Unterschiede hätten anhäufen können). Oder anders ausgedrückt: je enger zwei Gruppen verwandt sind, umso geringer ist die Distanz zueinander.

In der Tabelle obn hast du einige Merkmale angegeben und von verschiedenen Dinosauriergattungen wird aufgelistet, ob sie dieses Merkmal miteinander teilen oder nicht. Um eine Distanzmatrix zu erstellen, musst du die verschiedenen Dinosauriergattungen nun paarweise miteinander vergleichen. Das geht am einfachsten mit einer Tabelle:

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In die freien Kästchen trägst du nun die Anzahl an gemeinsamen (oder wahlweise unterschiedlichen) Merkmale ein. Beispielsweise gibt es zwischen Archaeopteryx und Allosaurus sechs (von sechs) gemeinsamen Merkmalen (du zählst also, wo jeweils die + und - übereinstimmen) also trägst du in das Kästchen eine 6 ein:

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Auf die gleiche Weise fährst du fort, bis du die ganze Tabelle ausgefüllt hast.

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Tipp: Es ist hilfreich, wenn du die Tabelle in Excel erstellst. Dort kannst du die Tabelle in eine Heatmap (über "bedingte Formatierung" -> "Farbskala") umwandeln und dir so ganz leicht farblich die Anzahl an Gemeinsamkeiten (z. B. von rot (viele Gemeinsamkeiten) nach grün (wenige Gemeinsamkeiten) abgestuft) anzeigen lassen:

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Und nun kannst du dich an die Erstellung des Stammbaums machen. Du beginnst damit, diejenigen Gruppen zu finden, die jeweils die meisten Übereinstimmungen miteinander haben. Diese sind jeweils am engsten miteinander verwandt. In unserem Fall gibt es zwischen Archaeopteryx und Allosaurus sechs gemeinsame Merkmale, also sind diese beiden miteinander am engsten verwandt, ihre Äste im Stammbaum haben also einen gemeinsamen Knoten (man nennt zwei Gruppen, die von einem Knoten abzweigen auch Schwestergruppen). Außerdem gibt es auch zwischen Triceratops und Pachycephalosaurus sechs Übereinstimmungen, somit sind auch diese beiden miteinander am engsten verwandt.

Den nächsten Ast bestimmen wir, indem wir diejenige Gruppe finden, welche nun die nächsthöheren Gemeinsamkeiten mit unseren bereits gefundenen Schwestergruppen aufweist. Wir arbeiten uns also sozusagen nun Schritt für Schritt zur Wurzel des Stammbaums vor. Beispielsweise stimmen zwischen Parasaurolophus und unserer bereits gefundenen Gruppe Triceratops+Pachycephalosaurus fünf Merkmale überein, also muss Parasaurolophus die Schwestergruppe von Triceratops+Pachycephalosaurus sein. Und die Schwestergruppe von Archaeopteryx+Allosaurus muss Plaetosaurus sein (ebenfalls fünf übereinstimmende Merkmale).

Nun schauen wir wieder, wo es die nächstgrößere Übereinstimmung gibt. Stegosaurus muss die Schwestergruppe von Parasaurolophus+(Triceratops+Pachycephalosaurus) sein (vier übereinstimmende Merkmale).

Und schließlich zweigen ganz an der Wurzel die beiden Gruppen (Archaeopteryx+Allosaurus)+Plateosaurus auf der einen und Stegosaurus+(Parasaurolophus+(Triceratops+Pachycephalosaurus)) auf der anderen Seite voneinander ab.

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Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Biologiestudium, Universität Leipzig
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Moin,

das ist im Grunde ganz einfach.

Du hast hier Merkmale, die manche der Dinosaurier haben (+) oder eben nicht (–).

Wenn Dinosaurier das Merkmal haben, sind sie (näher) miteinander verwandt.

Nun suchst du immer sogenannte Schwestergruppen. Das sind zwei Arten oder Gruppierungen, die Merkmale miteinander teilen.

Es ist immer besser, wenn die Gruppierungen Positivmerkmale miteinander teilen (+). Man kann zwar manchmal auch das Fehlen eines Merkmals berücksichtigen (–), weil solche Merkmale ja auch wieder reduziert werden konnten (dann gehen sie verloren), aber es ist - wie gesagt - besser, wenn man die Verwandtschaft mit abgeleiteten vorhandenen Merkmalen begründen kann.

Wenn du dir die Tabelle anschaust, stellst du fest, dass alle gezeigten Dinosaurier das Merkmal „Loch im Beckengürtel” haben.

Das ist das Merkmal ganz unten im Stammbaum, denn das haben alle gezeigten Dinosaurier.

Dann gibt es die erste Aufspaltung in zwei Schwestergruppen. Da ist zum einen die Gruppe Archaeopteryx & Allosaurus & Plateosaurus, weil die drei laut Tabelle alle eine Greifhand hatten.

Innerhalb dieser Gruppe sind dann noch einmal der Archaeopteryx & der Allosaurus näher miteinander verwandt, weil beide einen dreizehigen Hinterfuß besaßen.

Dieser Dreiergruppe steht die größere Gruppe aus Stegosaurus & Parasaurolopus & Pachycephalosaurus & Triceratops gegenüber, die miteinander verwandtschaftlich verbindet, dass sie alle einen Schambeinfortsatz hatten.

Aus diesem Viergespann spaltet sich als erstes der Stegosaurus ab, weil die anderen Drei Zähne mit Schmelzschicht hatten (und der Stegosaurus nicht).

Hier siehst du, dass es besser ist, wenn man mit Positivmerkmalen argumentiert, denn auch die Saurier der anderen Gruppe (Archaeopteryx, Allosaurus und Plateosaurus) hatten keinen Zahnschmelz. Aber deshalb sind diese vier Dinosauriergruppen nicht näher verwandt. Es ist offenbar eher so, dass Dinosaurier anfangs keine Zähne mit Schmelzschicht hatten und erst der Vorfahre der Gruppe Parasaurolopus, Pachycephalosaurus und Triceratops diesen Zahntyp (als abgeleitetes Merkmal) entwickelte.

Als nächstes spaltete sich aus dieser Dreiergruppe der Parasaurolopus ab, weil die beiden anderen an der Basis des Schädels einen Vorsprung hatten.

In einen Stammbaum umgesetzt sieht das so aus:

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LG von der Waterkant

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