Stammbaum?

Question

Hey , Für die kommende Abitur Prüfung (2025) im Fach Biologie auf die Ich mich schon mal vorbereiten will ist die Kompetenz abverlangt Stammbäume zu konstruieren. Dies leuchtet mir jedoch nicht ganz ein. Könnte es mir vllt jemand erklären anhand des Beispiels inwiefern : Mensch , Esel , Pferd und Kurzschwanzkänguru verwandt sind zum wimperntierchen LGDanke

DedeM · Accepted Answer

Moin,
hier geht es um die Phylogenie (Stammesgeschichte).
Um vorgegebene Arten in einem Stammbaum in verwandtschaftliche Beziehungen setzen zu können, musst du wissen, dass es nicht reicht, möglichst viele Merkmale zusammen zu stellen, um dann zu sagen, wer am meisten Merkmale gemeinsam hat, ist am nächsten miteinander verwandt.
Du musst vielmehr zwischen abgeleiteten (apomorphen) und ursprünglichen (plesiomorphen) Merkmalen unterscheiden. Nur mit abgeleiteten (apomorphen) Merkmalen kannst du Verwandtschaften begründen. Dabei ist zu beachten, dass einst apomorphe Merkmale später im Stammbaum zu plesiomorphen Merkmalen werden (und daher in späteren Schwestergruppen nicht mehr zur Begründung von Verwandtschaften taugen).
In deinem geposteten Beispiel könnte das etwa so aussehen:

Und als Apomorphien könntest du folgendes angeben:

Zellen mit Zellorganellen; keine Chloroplasten (eukaryotische Tierzelle)
 Membran mit Cilien (zur Fortbewegung); Entwicklung von Mikro- und Makrokernen in der Zelle
 Milchdrüsen mit Zitzen; lebendgebärend; Urogenitalsystem vom Darm getrennt; Zwischenschlüsselbein fehlt (Reduktionsmerkmal); Halsrippen durch Querfortsätze verbunden; Prae- und Postfrontale fehlen (Reduktionsmerkmal)
 nur der dritte Praemolar wird gewechselt; Reduktion eines Praemolars in Ober- und Unterkiefer
 Beteiligung der Alantois an der Plazenta; nur zwei Reihen von Zitzen (Milchleiste); beide Eileiter münden in eine unpaare Vagina; Beutelknochen fehlen (Reduktionsmerkmal); Zahnreduktion (Reduktionsmerkmal)
 Felsenbein tritt zwischen Schuppenbein und Hinterhauptsbein kaum oder gar nicht nach außen; Schlüsselbein (fast) ganz zurückgebildet (Reduktionsmerkmal); Sonderbildung der Backenzähne; mittlerer Extremitätenstrahl betont; Hufbildung
 Schreitfuß (aufrechter Gang); parabolischer Zahnbogen; S-förmig geschwungene Wirbelsäule (aufrechter Gang)

Während also in diesem Beispiel etwa die Plazenta ein abgeleitetes (neues) Merkmal für die Gruppen (Esel / Pferd / Mensch) ist, so dass du damit die Verwandtschaft dieser Gruppierung begründen kannst (womit du sie vom Känguru und den Wimpertierchen abgliederst), kannst du das gleiche Merkmal für die Auftrennung der Gruppen Esel / Pferd gegen den Menschen nicht mehr benutzen, weil alle drei Gruppen dieses (nun ursprüngliche, plesiomorphe Merkmal besitzen).
Um solche Phylogramme (Cladogramme) erstellen zu können, musst du dich einerseits in der Morphologie und Anatomie, andererseits in der Beurteilung von abgeleiteten (apomorphen) und ursprünglichen (plesiomorphen) Merkmalen gut auskennen. Das ist zum Teil recht schwierig. Darum hoffe ich für dich, dass du solche Kenntnisse nur auf sehr grobem Niveau kennen musst (etwa für die Abgrenzung von Insekten und Wirbeltieren oder Gliederfüßern und Weichtieren oder so...).
Viel Erfolg.
LG von der Waterkant

Darwinist · Answer

Ein Stammbaum soll graphisch die Verwandtschaftsbeziehungen der Lebewesen zueinander darstellen. Stammbäume basieren auf der Deszendenztheorie (Abstammungstheorie) und der Divergenztheorie (Abspaltungstheorie), das sind zwei Teiltheorien der auf Darwin zurückgehenden Evolutionstheorie. Die Deszendenztheorie besagt, dass alle heute lebenden Arten sich aus einem gemeinsamen Vorfahren entwickelt haben. Die Divergenztheorie besagt, dass Evolutionslinien sich aufspalten und durch unabhängige Entwicklung zu neuen Arten entwickeln. Ein Stammbaum soll das, die Abstammung von einem gemeinsamen Vorfahren und das Muster der Aufspaltungsprozesse, wiedergeben. Schauen wir uns dazu einmal einen Beispielstammbaum an, nämlich einen Stammbaum der Primaten:

Abb. 1: Stammbaum der Primaten. © http://anthropologyiselemental.ua.edu/osteology.html
Jeder Ast in einem Stammbaum symbolysiert eine Verwandtschaftsgruppe, z. B. eine Art, Gattung usw. Ganz rechts finden wir z. B. den Ast Homo, also den Ast für unsere eigene Gattung. Der Ast daneben (Pan) ist der Ast der Schimpansen. Die Knoten, denen die Äste entspringen, symbolisieren den gemeinsamen Vorfahren. In der Regel folgt ein Stammbaum einer dichotomen Aufzweigung, d. h. aus jedem Knoten gehen zwei Äste hervor. Manchmal entspringen auch drei oder mehr Äste einem Knoten, man nennt dies auch Polytomie. An dieser Stelle lässt sich dann der Stammbaum nicht eindeutig auflösen, man kennt also das genaue Aufzweigungsmuster nicht. Zwei Äste, die sich in einem Knoten vereinen, werden auch Schwestergruppen genannt. Die Schwestergruppe von Homo ist beispielsweise Pan. Und die Gattung der Koboldmakis (Tarsius) ist die Schwestergruppe der Affen (Anthropoidea).
Wenn man Stammbäume erstellen will, muss man außerdem noch etwas über die Einordnung von Merkmalen wissen und wie man sie beurteilt.
Als ursprünglich oder plesiomorph bezeichnet man Merkmale, die im Hinblick auf eine bestimmte Verwandtschaftsgruppe zuerst da waren, also sozusagen den Grundzustand repräsentieren. Merkmale, die eine evolutionäre Neuerung darstellen und somit für eine Verwandtschaftsgruppe charakteristisch sind, nennt man abgeleitete oder apomorphe Merkmale. Eine Apomorphie der Säugetiere ist z. B. das Vorhandensein eines Fells aus Haaren. Auch der Wegfall eines Merkmals kann eine Neuerung und somit apomorph sein: bei den Affen ist z. B. das Vorhandensein eines Schwanzes ein plesiomorphes Merkmal, bei den Menschenaffen ist der Schwanz verloren gegangen, eine Apomotphie der Menschenaffen ist deshalb die Schwanzlosigkeit. 
Außerdem ist es für die Verwandtschaftsforschung wichtig, ob zwei Merkmale ursprungsgleich (homolog) oder analog sind. Homologe Merkmale sind Merkmale, die aus einem gemeinsamen Ursprungsmerkmal eines Vorfahren hervorgingen, sie belegen also eine echte Verwandtschaft. Z. B. sind der Flügel der Fledermaus und die Hand des Menschen zueinander homolog, beide sind also miteinander verwandt. Analoge Merkmale sind Merkmale, die ähnlich aussehen, aber durch konvergente Evolution entstanden, d. h. unabhängig voneinander entstanden sind, weil die Lebensweise ähnlich ist. Analoge Merkmale sind somit keine Belege für eine nähere Verwandtschaft. So sind z. B. die Flügel der Fledermäuse und der Vögel analog entstanden, Vögel und Fledermäuse sind also unabhängig voneinander Flieger geworden und nicht enger verwandt. Als Säugetiere sind die Fledertiere wie gesagt z. B. mit uns enger verwandt als mit den Vögeln.
Wie erstellt man nun einen Stammbaum? Das geht am einfachsten über eine Merkmalsmatrix. Wir gehen dabei von folgendem Prinzip aus: je enger zwei Gruppen miteinander verwandt sind, umso weniger Zeit ist seit ihrer Trennung vergangen und umso weniger sollten sie sich folglich voneinander unterscheiden. Wir erstellen also eine Liste mit verschiedenen Merkmalen, z. B. , Mehrzeller, Warmblüter, Hufe, säugen ihre Jungen, Beutel, Plazenta, ... und vergleichen die Anzahl der übereinstimmenden Merkmale kreuzweise miteinander. Anschließend gruppieren wir diejenigen Taxa miteinander, die die meisten Übereinstimmungen haben und dann die, welche die nächstgrößten Übereinstimmungen haben usw. bis wir am Ende dann die Gruppen an der Wurzel des Baums aufstellen, welche die gr9ößten Unterschiede aufweisen.

Flauser · Answer

Die Konstruktion von Stammbäumen setzt ziemlich viele Grundlagen voraus.

Du musst erstens verstehen, wie Keimzellen gebildet werden, wie Vererbungsschemen ablaufen, wofür du dann die Grundlagen der Genetik brauchst.

Bei deiner Frage zur Erklärung gilt selbiges. Hierfür müsste man ein Phylogramm aufmalen bzw. sich mit der Taxonomie auseinandersetzen. Da spielt dann auch noch Ökologie und Evolutionstheorie eine wichtige Rolle.

Hast du diese Grundlagen bereits oder werden diese erst jetzt bei euch behandelt?

Stammbaum?

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