Kladistik und Parsimonie

Kladistische Parsimonie wählt den evolutionären Baum, der die beobachteten Merkmale mit den geringsten Veränderungen erklärt, wobei Homoplasie als zu minimierende Kosten behandelt wird.

Definition

Maximale Parsimonie ist ein Optimalitätskriterium, das den phylogenetischen Baum auswählt, der die Gesamtzahl der Merkmalszustandsänderungen minimiert, die zur Erklärung der Daten erforderlich sind.

Scope

Dieses Thema behandelt das Parsimonie-Optimalitätskriterium, das Zählen von Merkmalszustandsänderungen (Baumlänge), Suchstrategien zum Auffinden kürzester Bäume, Konsensusmethoden zur Zusammenfassung mehrerer gleich parsimonischer Bäume sowie die Annahmen und Kritikpunkte der Parsimonie als Grundlage für die phylogenetische Inferenz.

Core questions

• Wie wird die Länge eines Baumes unter Parsimonie berechnet?
• Wie werden kürzeste Bäume gefunden, wenn eine erschöpfende Suche unmöglich ist?
• Wie werden mehrere gleich parsimonische Bäume zusammengefasst?
• Unter welchen Bedingungen kann Parsimonie in die Irre führen?

Key theories

Prinzip der minimalen Veränderung

Parsimonie bevorzugt den Baum, der die geringsten evolutionären Veränderungen erfordert, mit der Begründung, dass Ad-hoc-Hypothesen der Homoplasie minimiert werden sollten.

Long-branch attraction (Anziehung langer Äste)

Parsimonie kann statistisch inkonsistent sein und schnell evolvierende Linien aufgrund konvergenter Veränderungen statt gemeinsamer Abstammung gruppieren, ein Fehlermodus, der als Long-branch attraction bekannt ist.

Clinical relevance

Parsimonie-basierte Bäume werden weiterhin häufig für morphologische und kombinierte Datensätze verwendet, einschließlich Analysen mit Fossilien, die unser Verständnis der Merkmalsevolution im Hinblick auf die vergleichende Biologie und Biomedizin beeinflussen.

History

Parsimonie wurde zur dominierenden rechnerischen Methode der kladistischen Ära, die ab den 1980er Jahren in weit verbreiteter Software implementiert wurde; Felsensteins Demonstration, dass Parsimonie unter ungleichen Raten inkonsistent sein kann, führte zum Aufstieg modellbasierter Alternativen.

Debates

Ob Parsimonie oder Likelihood vorzuziehen ist

Befürworter der Parsimonie betonen ihre minimalen Annahmen und Transparenz, während Kritiker auf ihre statistische Inkonsistenz unter heterogenen Raten hinweisen und explizit modellbasierte Methoden bevorzugen.

Key figures

• Willi Hennig
• Joseph Felsenstein
• James Farris

Seminal works

• hennig1966
• wiley2011
• felsenstein2004

Frequently asked questions

Warum sollte die Anzahl der evolutionären Veränderungen minimiert werden?

Parsimonie behandelt jede zusätzliche Veränderung als eine zusätzliche Ad-hoc-Annahme der Homoplasie, daher wird der kürzeste Baum als die am besten gestützte Erklärung der Daten angesehen.

Was ist Long-branch attraction?

Es ist ein Artefakt, bei dem zwei nicht verwandte, sich schnell entwickelnde Linien zusammen gruppiert werden, weil zufällige konvergente Ähnlichkeiten fälschlicherweise für gemeinsame Abstammung gehalten werden, eine bekannte Schwäche der Parsimonie.