Phylogenese

Unter Phylogenese (von lat.: phylum = Stamm) versteht man die Stammesentwicklung der Lebewesen (biologische Evolution) im Verlauf der Erdgeschichte.

Der Begriff ist nicht nur auf die Evolution von Tierstämmen begrenzt sondern schließt die Entwicklung von Taxa auf allen Ebenen der Systematik ein. Er wird auch benutzt, um die Evolution einzelner Merkmale im Verlauf der Entwicklungsgeschichte zu charakterisieren.

Die Erforschung der Phylogenese erfolgt insbesondere durch

• Auswertung von morphologischen und anatomischen Merkmalen von Fossilien,
• Vergleich der morphologischen, anatomischen und physiologischen Merkmale rezenter (jetztzeitiger) Lebewesen,
• Vergleich der Ontogenese vorwiegend rezenter Lebewesen,
• Analyse der DNA, z.B. durch Sequenzanalyse.

Ein wissenschaftstheoretisches Problem der Phylogeneseforschung ist, dass die der Phylogenese zugrundeliegenden Evolutionsprozesse in der Regel nicht direkt beobachtet oder experimentell nachvollzogen werden können. Daher müssen Belege aus verschiedenen Bereichen herangezogen werden, um einigermaßen stimmige Stammbäume rekonstruieren zu können. So kommt es häufiger zu unterschiedlichen Auffassungen, wie beispielsweise die Diskussion um die Einteilung verschiedener protostomer Tierstämme in Häutungstiere (vorwiegend genetisch begründet) oder Articulata (vorwiegend morphologisch begründet) zeigt.

Bei der Bewertung von Merkmalen ist es oft wichtig, Homologien von Analogien zu unterscheiden.

• Homologien, z.B. homologe Organe oder homologe Verhaltensweisen zeigen einen gleichen Grundbauplan oder eine gleiche Grundstruktur, die entsprechend den ökologischen Erfordernissen variiert ist. Homologe Organe können sehr unterschiedliche Funktionen erfüllen und dementsprechend äußerlich sehr unterschiedlich aussehen. Ein typisches Beispiel sind die Vordergliedmaßen von Wirbeltieren. Teilweise sind sie als Laufbeine ausgebildet, sie können jedoch auch als Flügel (Vögel, Flugsaurier, Fledertiere), Flossen (Fische, Pinguine, Ichthyosaurier, Wale), Greifwerkzeuge (Mensch, Affen und manche Saurier), Grabwerkzeuge (Maulwürfe, Nacktmullen, Beutelmullen) gebaut sein. Das Knochengerüst ist jedoch grundsätzlich gleich. Homologien weisen auf eine phylogenetische Verwandtschaft hin und stellen wesentliche Belege für die Konstruktion von Stammbäumen dar. Homologien lassen sich im biologischen Kontext weiter unterscheiden in Orthologien (Abstammung vom gleichen Vorfahren) und Paralogien (Genduplikationen innerhalb der Art).
• Analogien, z.B. analoge Organe zeigen - zum Teil verblüffende - äußerliche Ähnlichkeiten und dienen der gleichen Funktion. Sie sind aber unabhängig voneinander entstanden durch konvergente Entwicklung. So sehen die Linsenaugen von Tintenfischen und Wirbeltieren äußerlich gleich aus und dienen der gleichen Funktion. Erst bei genauer mikroskopischer Analyse stellt man fest, dass sie einen unterschiedlichen Feinbau haben. Die Untersuchung der Ontogenese zeigt, dass sie aus unterschiedlichen Keimblättern entstehen. Analogien sind kein Beweis für nahe phylogenetische Verwandtschaft. Vielmehr legen sie im Regelfall eine getrennte Entwicklung nahe.

Siehe auch: Biologie, Biosoziologie, Dieter Claessens, Evolution, Evolutionstheorie, Paläontologie, Geologische Zeitskala, biogenetische Grundregel