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Kladogramme und Stammbäume – aus Merkmalen oder Sequenzen erstellen

BiologieEvolutionAlter 17–18

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Erstellen Sie ein Kladogramm aus einer Tabelle gemeinsamer abgeleiteter Merkmale, gewurzelt mit einer Außengruppe, oder aus alignierten DNA- und Proteinsequenzen: Unterschiede zählen, schrittweise das nächste Paar verbinden und den eigenen Baum mit dem anerkannten vergleichen. Eine molekulare Uhr rechnet Unterschiede in Abspaltungszeiten um; zeigen Sie den Baum auf den drei Domänen und prüfen Sie, ob traditionelle Gruppen monophyletisch, paraphyletisch oder polyphyletisch sind.

Lektion: Belege für die Evolution: Kladogramme, Stammbäume und molekulare Uhr

Was sie zeigt

Ein Kladogramm ordnet Lebewesen nach gemeinsamen abgeleiteten Merkmalen: Merkmalen, die bei einem gemeinsamen Vorfahren entstanden und an alle seine Nachkommen weitergegeben wurden. Die Außengruppe zeigt den ursprünglichen Zustand und bildet daher die Wurzel des Baums. Molekulare Daten funktionieren genauso: Arten, deren DNA- oder Proteinsequenzen sich am wenigsten unterscheiden, haben den jüngsten gemeinsamen Vorfahren. Hier erstellen Sie Bäume auf beide Arten, aus einer Merkmalsmatrix und aus simulierten alignierten Sequenzen, und vergleichen sie mit dem anerkannten Baum. Eine mit einem Fossildatum kalibrierte molekulare Uhr liefert Abspaltungszeiten, und traditionelle Gruppen wie Reptilien oder Prokaryoten lassen sich prüfen.

So funktioniert es

Wählen Sie einen Datensatz. Bei Merkmalen tippen Sie auf eine Zelle, um zwischen 0 und 1 zu wechseln, entfernen ein Häkchen, um ein Merkmal wegzulassen, oder ändern die Außengruppe; wechseln Sie zwischen Kladogramm und Verschachtelte Mengen. Bei Sequenzen stellen Sie die Länge ein und tippen auf die kleinste Zahl der Unterschiedstabelle oder auf Nächstes Paar verbinden, bis der Baum fertig ist. Setzen Sie Mit anerkanntem Baum vergleichen, wählen Sie eine Kalibrierung und eine Gruppe.

Einstellbare Parameter

  • Datensatz Wirbeltiere (Merkmale), Pflanzen (Merkmale), Primaten (DNA-Sequenzen), Wirbeltiere (Protein), Drei Domänen (rRNA-Sequenzen)
  • Sequenzlänge 20–1000 Positionen
  • Anerkannten Baum zum Vergleich zeigen

Fragen zum Erkunden

  1. Warum braucht man eine Außengruppe, um zu entscheiden, welcher Merkmalszustand abgeleitet ist?
  2. Warum weichen Bäume aus kurzen Sequenzen manchmal vom anerkannten Baum ab?
  3. Warum bilden die Prokaryoten im Drei-Domänen-Stammbaum keine Klade?

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