Phylogenetische Bäume

Wissenschaftler verwenden phylogenetische Bäume, um die evolutionären Abstammungen und Verbindungen zwischen Organismen, oder Gruppen von Organismen, darzustellen. Sie betrachten phylogenetische Bäume als eine Hypothese der Evolution, da sie nicht in der Zeit zurückreisen können, um die vorgeschlagenen Beziehungen zu beweisen. Mit anderen Worten: ein “Baum des Lebens” wird konstruiert, um darzustellen, wann sich unterschiedliche Organismen entwickelt haben können und, um die Beziehungen zwischen unterschiedlichen Organismen aufzuzeigen.

Abbildung 1: Beide phylogenetische Bäume stellen die Beziehung zwischen den drei Domänen des Lebens (Bakterien, Archäen, Eukaryoten) dar. Der verwurzelte Baum links versucht zu repräsentieren, wann sich die unterschiedlichen Arten von einem gemeinsamen Vorfahren entwickelt haben, während der unverwurzelte Baum rechts die Abstammung von einem gemeinsamen Vorfahren nicht zeigt. (Danksagung: Modifikation einer Arbeit von Eric Gaba)

Im Gegensatz zu einer taxonomischen Klassifikation, kann ein phylogenetischer Baum wie eine Karte der Evolutionsgeschichte gelesen werden. Viele phylogenetische Bäume haben eine einzige Abstammungslinie, die auf einen gemeinsamen Vorfahren hinweist. Wissenschaftler nennen diese Bäume verwurzelt. Das bedeutet, dass es eine einzige Abstammungslinie gibt (normalerweise von unten oder von links), auf die sich alle Organismen im Diagramm beziehen. Im unverwurzelten Baum entspringen die drei Domänen (Bakterien, Archäen und Eukaryoten) einem einzigen Punkt und verzweigen sich dann von dort aus. Der kleine Ast, auf dem sich Pflanzen und Tiere befinden (inklusive Menschen), zeigt, wie aktuell und winzig diese Gruppen sind, wenn man sie mit anderen Organismen auf dem Diagramm vergleicht. Unverwurzelte Bäume zeigen keinen gemeinsamen Vorfahren, aber stellen die Beziehungen zwischen den Arten dar.

Es mag vielleicht einfach sein, anzunehmen, dass sich enger verwandte Organismen ähnlich sehen. Während das auch oft der Fall ist, ist es nicht immer richtig. Wenn sich zwei eng verwandte Organismen in Umweltbedingungen entwickelt haben, die sich signifikant unterscheiden, oder, sich anders adaptiert haben, ist es möglich, dass sich diese beiden Organismen unähnlicher sind, als andere Organismen, die nicht eng verwandt sind, sich aber aufgrund konvergenter Evolution ähnlich sehen.

Die Äste phylogenetischer Bäume repräsentieren nicht die Zeit, sondern nur die Reihenfolge der Evolution. Ein langer Ast heißt also nicht unbedingt, dass mehr Zeit vergangen ist und ein kurzer Ast weist nicht auf eine kürzere Zeitperiode hin, wenn nicht ausdrücklich im Diagramm darauf hingewiesen wird.