Kostenloses Biologie-Werkzeug

Kladogramm erstellen: der Baum entsteht aus Ihrer Merkmalstabelle

Geben Sie eine Tabelle mit Taxa und gemeinsamen Merkmalen ein: das Werkzeug ermittelt, welche Gruppen in welchen verschachtelt sind, zeichnet den Baum und beschriftet jede Verzweigung mit den Merkmalen, die sie definieren. Es benennt die Außengruppe, markiert Merkmale ohne Gruppierungswert und meldet Widersprüche, die auf einem Baum nicht zusammenpassen.

Kostenlos, ohne AnmeldungLäuft im BrowserAus Ihrer MerkmalstabelleExport als PNG, SVG und Newick
TaxonVertebral columnFour limbsAmniotic eggHairPlacenta
Lamprey
Frog
Lizard
Kangaroo
Human

Click a cell to flip the character on or off.

First row: character names. First column: taxon names. Cells: 1 or 0. Tabs, commas, or a spreadsheet paste all work.

15
Phylogenetic treeLampreyFrogLizardKangarooHuman

How this tree was built

Outgroup:
Lamprey — fewest derived characters, so it branches first
Clade 1:
Frog, Lizard, Kangaroo, Human — share Four limbs
Clade 2:
Lizard, Kangaroo, Human — share Amniotic egg
Clade 3:
Kangaroo, Human — share Hair

Uninformative: Vertebral column, Placenta — present in every taxon or in only one, so they cannot group anything.

Kladogramm der Wirbeltiere aus einer Merkmalstabelle, die Zweige beschriftet mit vier Gliedmaßen, Amnionei und Haaren

Kladogramm aus einer Tabelle erstellen

Ein Kladogramm gruppiert Organismen nach abgeleiteten Merkmalen, die sie teilen. Die Ausgangstabelle führt die Taxa in der ersten Spalte und die Merkmale in der ersten Zeile; eine 1 steht für ein vorhandenes Merkmal. Sortieren Sie die Merkmale danach, wie viele Taxa sie teilen, ergibt sich die Verschachtelung unmittelbar aus der Tabelle.

  • Listen Sie Ihre Taxa auf, einschließlich einer Außengruppe: verwandt, aber außerhalb der Gruppe, die Sie gliedern. Erst die Außengruppe gibt „abgeleitet“ eine Bedeutung.
  • Wählen Sie Merkmale, die entweder vorhanden oder nicht vorhanden sind, und codieren Sie jedes Taxon mit 1 oder 0: Wirbelsäule, vier Gliedmaßen, Amnionei, Haare.
  • Zählen Sie, wie viele Taxa jedes Merkmal teilen. Ein Merkmal, das alle Taxa oder nur ein einziges besitzen, kann nichts gruppieren und ist uninformativ.
  • Ordnen Sie die übrigen Merkmale vom am weitesten geteilten zum seltensten. Jedes definiert eine Klade, und die kleineren Kladen liegen in den größeren.
  • Zeichnen Sie die Zweige so, dass jede Klade abzweigt, nachdem das Merkmal erschienen ist, das sie definiert. Sortieren, Verschachteln und Zeichnen übernimmt das Werkzeug oben.

Entscheidend sind geteilte abgeleitete Merkmale

Nicht jede Ähnlichkeit belegt Verwandtschaft. Die Kladistik verwendet nur geteilte abgeleitete Merkmale, denn allein sie kennzeichnen einen gemeinsamen Vorfahren, der nur dieser Gruppe eigen ist.

  • Ein geteiltes abgeleitetes Merkmal (Synapomorphie) ist im gemeinsamen Vorfahren einer Gruppe entstanden und sonst nirgends. Haare kennzeichnen die Säugetiere; sie sind der Befund, der sie zusammenfasst.
  • Ein geteiltes ursprüngliches Merkmal (Symplesiomorphie) stammt aus weiter zurückliegender Zeit und findet sich auch in der Außengruppe; innerhalb der Gruppe trennt es daher nichts. Die Wirbelsäule sagt nichts darüber, wie Säugetiere und Eidechsen zueinander stehen, denn beide haben eine.
  • Ein Merkmal, das nur ein einziges Taxon besitzt (Autapomorphie), gruppiert ebenfalls nichts, denn eine Gruppe braucht mindestens zwei Mitglieder.
  • Analoge Merkmale sind unabhängig voneinander entstanden und sehen einander ähnlich, ohne auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückzugehen. Die Flügel von Vögeln und Fledermäusen sind das Standardbeispiel.
  • Das Werkzeug trennt das für Sie: Merkmale, die alle oder nur ein Taxon besitzen, erscheinen als uninformativ, und Merkmale, die einer bereits angenommenen Klade widersprechen, werden als Widerspruch gemeldet.

Ein Kladogramm lesen

Ein Kladogramm zeigt die Verzweigungsreihenfolge, nicht die Zeit und nicht das Maß der Veränderung. An dieser Unterscheidung gehen in Prüfungen die meisten Punkte verloren.

  • Jeder Verzweigungspunkt (Knoten) ist der jüngste gemeinsame Vorfahre von allem, was darüber liegt.
  • Zwei Taxa sind näher verwandt, wenn ihr jüngster gemeinsamer Vorfahre jünger ist. Man zählt dafür die Knoten zurück und misst nicht den Abstand auf dem Blatt.
  • Astlängen haben im Kladogramm keine Bedeutung. Ein Phylogramm nutzt die Astlänge, um genetische Veränderung oder Zeit darzustellen; ein Kladogramm nicht.
  • Eine Verzweigung um ihren Knoten zu drehen ändert nichts. Zwei Bäume, die verschieden aussehen, können identisch sein, solange dieselben Taxa an denselben Knoten hängen.
  • Eine Klade ist ein Knoten samt allen seinen Nachkommen. Eine Gruppe, die Nachkommen ausschließt – etwa „Reptilien“ ohne die Vögel –, ist keine Klade.

Wenn Merkmale sich widersprechen

Echte Daten passen selten perfekt auf einen Baum. Wenn zwei Merkmale Gruppen abgrenzen, die sich nur teilweise überlappen, können nicht beide auf demselben Baum zutreffen: eines davon muss mehrfach entstanden oder wieder verloren gegangen sein.

  • Homoplasie ist der Sammelbegriff für ein Merkmal, das in Taxa auftritt, ohne von ihrem gemeinsamen Vorfahren zu stammen. Dazu zählen konvergente Evolution, parallele Evolution und Rückschlag.
  • Die Parsimonie löst den Widerspruch, indem sie den Baum wählt, der insgesamt die wenigsten Merkmalsänderungen verlangt. Das Werkzeug wendet eine einfache Variante an: Merkmale, die einer schon angenommenen größeren Klade widersprechen, bleiben außen vor und werden gemeldet.
  • Ein Widerspruch ist Information, kein Fehler. Meist heißt er, dass das Merkmal ein schlechter Marker ist – oder dass es tatsächlich zweimal entstanden ist.
  • Treten viele Widersprüche auf, prüfen Sie, ob Ihre Merkmale wirklich unabhängig sind. Mehrere Merkmale, die alle aus einer einzigen zugrunde liegenden Änderung folgen, ziehen den Baum in dieselbe Richtung und gewichten den Befund zu stark.

Häufige Fragen

Kann ich hier kostenlos ein Kladogramm erstellen?

Ja. Es läuft vollständig in Ihrem Browser, verlangt kein Konto und exportiert PNG, SVG, Newick sowie die Merkmalstabelle selbst. Nichts, was Sie eingeben, wird an einen Server gesendet.

Wie erstelle ich ein Kladogramm aus einer Merkmalstabelle?

Fügen Sie die Tabelle ein: Taxa in der ersten Spalte, Merkmale in der ersten Zeile, vorhanden mit 1 und fehlend mit 0. Das Werkzeug sortiert die Merkmale danach, wie viele Taxa sie teilen, verschachtelt die entstehenden Gruppen und zeichnet den Baum. Sie können auch jede Zelle anklicken, um sie umzuschalten, und sehen den Baum sofort nachziehen.

Was ist der Unterschied zwischen Kladogramm und Stammbaum?

Ein Kladogramm zeigt allein die Verzweigungsreihenfolge: welche Gruppen einen jüngeren gemeinsamen Vorfahren teilen. Ein Stammbaum, genauer ein Phylogramm, nutzt zusätzlich die Astlänge für Zeit oder das Maß evolutionärer Veränderung. Im Kladogramm sind alle Äste gleich lang gezeichnet, weil die Länge nichts bedeutet.

Wozu brauche ich eine Außengruppe?

Weil „abgeleitet“ nur im Verhältnis zu etwas anderem eine Bedeutung hat. Die Außengruppe ist ein Taxon außerhalb der untersuchten Gruppe, aber mit ihr verwandt; jedes Merkmal, das sie ebenfalls besitzt, ist ursprünglich und nicht abgeleitet. Ohne Außengruppe lässt sich nicht sagen, welcher Zustand der frühere war. Das Werkzeug behandelt das Taxon mit den wenigsten abgeleiteten Merkmalen als Außengruppe.

Was heißt es, wenn ein Merkmal als uninformativ gilt?

Es ist in jedem Taxon vorhanden – oder nur in einem. Ein Merkmal, das alle besitzen, etwa die Wirbelsäule in einer Tabelle von Wirbeltieren, kann sie nicht trennen. Ein Merkmal, das nur ein Taxon besitzt, kann es mit nichts gruppieren, denn eine Gruppe braucht zwei oder mehr Mitglieder.

Kann ich den Baum in ein anderes Programm exportieren?

Ja. Der Newick-Export liefert den üblichen Klammerausdruck, den FigTree, iTOL, MEGA und R-Pakete wie ape lesen. Der Tabellenexport ist eine tabulatorgetrennte Datei für Ihre Tabellenkalkulation, und SVG hält den Text in Illustrator oder Inkscape editierbar.

Was, wenn ich schon einen Baum und keine Tabelle habe?

Nehmen Sie dafür „Stammbaum erstellen“. Das Werkzeug nimmt eine Newick-Zeichenkette und zeichnet sie als rechtwinkliges Phylogramm, als Kladogramm oder als runden Baum, mit Astlängen und Stützwerten.

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