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Ein phylogenetischer Baum ist ein Baum, der die evolutionären Beziehungen zwischen verschiedenen Arten oder anderen Einheiten, von denen man vermutet, dass sie einen gemeinsamen Vorfahren besitzen, darstellt. Damit ist ein phylogenetischer Baum eine Form des Kladogramms. In einem phylogenetischen Baum repräsentiert jeder Knoten mit Vorfahren den „nächsten gemeinsamen Verwandten“ dieser Vorfahren. Die Kantenlänge entspricht meist der geschätzten Zeit, in der sich die Arten separiert haben, oder der Anzahl der Mutationen während dieser Entwicklung. Jeder Knoten in einem phylogenetischen Baum wird als „taxonomische Einheit“ bezeichnet, wobei man innere Knoten oft als „hypothetische taxonomische Einheiten“ bezeichnet, wenn die entsprechenden Arten oder Einheiten nicht beobachtet werden können.
Phylogenetische Bäume werden heute meist anhand von sequenziertenGenen der untersuchten Spezies aufgebaut. Ziel der Erstellung phylogenetischer Bäume ist es, die Evolution möglichst detailliert zu rekonstruieren und zu beschreiben.
Ein gewurzelter phylogenetischer Baum ist ein gerichteter Baum mit einer bestimmten einzelnen Kante, in der die Position des nächsten gemeinsamen Vorfahren aller Einheiten im Baum vermutet wird. (Dieser Vorfahre selbst entspräche einem zusätzlichen Knoten.)
Ein ungewurzelter Baum dagegen besitzt keinen ausgezeichneten nächsten gemeinsamen Vorfahren, sondern soll lediglich die Verwandtschaftsnähe oder -ferne der einzelnen Arten darstellen. In der Regel werden ungewurzelte Bäume lediglich als Bearbeitungsschritt eingeführt. Da die tatsächliche Evolution zeitlich gerichtet abgelaufen ist, kann ein ungewurzelter Baum nur ein unvollkommenes Modell der Realität liefern.
Geschichte der Baum-Metapher
Die Bezeichnung Baum ist abgeleitet von früheren Vorstellungen des Lebens als Fortschritt von „niedrigeren“ zu „höheren“, komplexeren Formen, wobei die jeweils zugeschriebene Entwicklungshöhe durch die Höhe der Platzierung im „evolutionären Stammbaum“ angedeutet wurde. Als Vorlage für die grafische Darstellung eines solchen Stammbaums diente häufig ein realer Baum.
Eine Veränderung der Stammbaum-Metapher in die eines „Stammflusses“ wurde von Richard Dawkins vorgeschlagen: Man könne das Kladogramm als sich verzweigendes Fluss-System deuten, was u. a. den Vorteil habe, dass diese Metapher keine Höherentwicklung suggeriere.
Volker Knoop, Kai Müller: Gene und Stammbäume. Ein Handbuch zur molekularen Phylogenetik. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2006, ISBN 3-8274-1642-6.
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Commons: Phylogenetischer Baum – Weitere Bilder oder Audiodateien zum Thema
