Kladogramm Generator

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Beschriftungen in diesem Diagramm

Lanzettfischchen
Außengruppe
Fische
Amphibien
Reptilien
Vögel
Säugetiere
gemeinsamer Vorfahr
Wirbelsäule
vier Gliedmaßen
Amnion
Endothermie
Haare

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Kladogramm — Echte Ausgabe · unbearbeitet

Was diese Abbildung zeigt

Ein Cladogramm stellt Hypothesen über die Verwandtschaft von Taxa anhand gemeinsamer abgeleiteter Merkmale, der Synapomorphien, dar. Die Endpunkte der Äste repräsentieren die untersuchten Arten oder übergeordneten Taxa. Innere Knoten stehen für deren hypothetische letzte gemeinsame Vorfahren. Eine Außengruppe dient dazu, ursprüngliche und abgeleitete Merkmalszustände zu unterscheiden und den Baum zu wurzeln. Merkmale wie Amniotenei, Endothermie oder Haare werden an denjenigen Ästen eingetragen, an denen ihr erstmaliges Auftreten angenommen wird. Entscheidend ist die Verzweigungsreihenfolge: Taxa, die einen jüngeren gemeinsamen Vorfahren besitzen, sind enger miteinander verwandt als Taxa, deren gemeinsamer Vorfahr tiefer im Cladogramm liegt.

Beim Zeichnen wird zunächst eine geeignete Außengruppe festgelegt und anschließend für jedes Merkmal bestimmt, ob der ursprüngliche oder der abgeleitete Zustand vorliegt. Aus einer Merkmalsmatrix werden Taxa mit gemeinsamen Synapomorphien zu monophyletischen Gruppen, den Kladen, zusammengefasst. Jeder Verzweigungspunkt teilt eine Stammlinie in mindestens zwei Linien; Schwestergruppen gehen unmittelbar aus demselben Knoten hervor. Ein Merkmal wird vor dem Knoten der Klade markiert, deren Mitglieder es teilen. Die stufenförmige Darstellung besitzt keine Rangordnung: Äste dürfen an einem Knoten gedreht werden, ohne die Verwandtschaftsaussage zu verändern. Astlängen zeigen nur dann Zeit oder Evolutionsumfang, wenn dies ausdrücklich durch eine Skala definiert ist.

Was eine korrekte Abbildung enthalten muss

Untersuchte Taxa: Alle Arten oder Gruppen müssen eindeutig an den Enden der Äste stehen, damit ihre Merkmalsverteilung vergleichbar bleibt.
Außengruppe: Ein nah verwandtes, aber außerhalb der untersuchten Innengruppe liegendes Taxon muss den Baum wurzeln und die Polarität der Merkmale bestimmen.
Gemeinsame Vorfahren: Innere Knoten sind als hypothetische letzte gemeinsame Vorfahren darzustellen und dürfen nicht ohne Begründung als konkrete heutige Art beschriftet werden.
Synapomorphien: Abgeleitete gemeinsame Merkmale sind an dem Ast vor der zugehörigen Klade einzutragen, beispielsweise Amniotenei oder Haare.
Klare Verzweigungsreihenfolge: Schwestergruppen müssen unmittelbar aus demselben Knoten hervorgehen; bloße räumliche Nähe der Endpunkte genügt nicht.
Monophyletische Gruppen: Jede dargestellte Klade muss einen gemeinsamen Vorfahren und sämtliche in der Analyse berücksichtigten Nachkommen dieses Vorfahren umfassen.
Eindeutige Merkmalszustände: Ursprüngliche und abgeleitete Zustände müssen aus einer Merkmalsmatrix nachvollziehbar hervorgehen; Homoplasien sind gesondert zu kennzeichnen.
Neutrale Astgestaltung: Astlängen und die Links-rechts-Anordnung dürfen nicht als Zeit, Fortschritt oder Ähnlichkeitsgrad erscheinen, sofern keine entsprechende Skala vorliegt.

Häufige Fehler

Die Endpunkte werden als Entwicklungsstufen einer linearen Höherentwicklung gelesen, obwohl alle rezenten Taxa gleich lange bis zur Gegenwart evolviert sind.
Ein Merkmal wird direkt neben ein einzelnes Taxon gesetzt, obwohl es auf den gemeinsamen Ast vor allen Taxa gehört, die diesen abgeleiteten Zustand besitzen.
Taxa werden wegen äußerlicher Gesamtähnlichkeit gruppiert, statt ausschließlich gemeinsame abgeleitete Merkmale für die Verzweigung zu verwenden.
Die Drehung von Ästen an einem Knoten wird fälschlich als Änderung der Verwandtschaft interpretiert; maßgeblich bleibt allein die Knotenstruktur.
Analoge Merkmale wie unabhängig entstandene Endothermie werden ohne Prüfung als Synapomorphien gewertet und erzeugen dadurch eine falsche Klade.

Tipps für den Unterricht

Das Cladogramm eignet sich nach der Einführung von Homologie, Analogie und Merkmalsmatrizen für eine anwendungsorientierte Erarbeitungs- oder Sicherungsphase. Lehrkräfte können zunächst nach Außengruppe, Schwestergruppen und dem jüngsten gemeinsamen Vorfahren zweier Taxa fragen. Anschließend ordnen die Studierenden Merkmale wie Amniotenei, Endothermie und Haare den passenden Ästen zu und begründen jede Position mit der Merkmalsverteilung. Durch das Drehen einzelner Äste lässt sich prüfen, ob die Topologie verstanden wurde. Typische Prüfungsaufgaben betreffen das Erkennen monophyletischer Gruppen, die Unterscheidung von Synapomorphie und Homoplasie sowie die Ableitung eines Cladogramms aus einer Merkmalsmatrix.

Fragen zu dieser Abbildung

Was zeigt ein Knoten in einem Cladogramm?

Ein innerer Knoten repräsentiert den hypothetischen letzten gemeinsamen Vorfahren der daraus hervorgehenden Linien. Je jünger der gemeinsame Knoten zweier Taxa ist, desto enger sind sie im dargestellten Verwandtschaftsmodell miteinander verwandt.

Welche Funktion hat die Außengruppe?

Die Außengruppe wurzelt das Cladogramm und ermöglicht die Bestimmung der Merkmalsrichtung. Ein Zustand, der auch in der Außengruppe vorkommt, wird in der Regel als ursprünglich, ein neu auftretender Zustand als abgeleitet interpretiert.

Dürfen Endothermie und Haare als gleichwertige Verzweigungsmerkmale verwendet werden?

Haare gelten als Synapomorphie der Säugetiere. Endothermie entstand nach gängiger Interpretation bei Vögeln und Säugetieren unabhängig und ist in einer entsprechenden Taxonauswahl eine Homoplasie; sie darf daher nicht ungeprüft zur Bildung einer gemeinsamen Klade dienen.