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Kreationisten mit den eigenen Waffen schlagen: Baraminologische Methoden bestätigen Vögel als Unterklade der Dinosaurier

Wenn man sich kritisch mit den „Schöpfungswissenschaften“ beschäftigt, so ist es sicherlich eine gute Idee, dessen Ideen auch mithilfe ihrer eigenen Methoden zu untersuchen und so auf ihre innere Konsistenz zu überprüfen. Eine solche Idee, die es wert ist so getestet zu werden, ist das Grundtypenmodell. Wie man an Abbildung 1 des gelinkten Artikels schon erahnen kann, sind nach diesem Modell Vögel und Dinosaurier zwei verschiedene Grundtypen, oder Baramin (in der Tat unterteilen Kreationisten die Dinosaurier selber sogar in bis zu 50 verschiedene Grundtypen). In der konventionellen Biologie sind Vögel jedoch eine Unterklade der Theropoden und damit der Dinosaurier. Die Baramin werden prinzipiell als ein Artenkomplex definiert, dessen Arten sich direkt oder indirekt miteinander Kreuzen lassen.

Es ist leicht zu erkennen, dass diese Definition bei ausgestorbenen Arten (aber nicht nur dort) nicht anzuwenden ist. Hier behelfen sich Baraminologen (also die, die versuchen diese Baramin zu identifizieren) damit morphologische Lücken zu finden. Konkret heißt das, dass ein Set von morphologischen Merkmalen genommen und geschaut wird, ob und wie stark sich verschiedene Arten über diese Merkmale ähneln. Findet man eine genügend große Ähnlichkeit für zwei oder mehrere Arten, so sind diese Arten Mitglieder des gleichen Grundtyps. Dieses wird mit Hilfe von extra dafür geschriebenen Programmen automatisiert.

Phil Senter von der Fayetteville State University hatte nun die Idee mittels eines solchen Programms die Klade Coelurosauria zu untersuchen. Zu dieser Klade werden in der Biologie die Vögel als Unterklade Aves gezählt. Weitere interessante Unterkladen der Coelurosauria sind die sehr vogelähnlichen Deinonychosauria als Schwestergruppe der Vögel, die basalen Tyrannosauridae, zu denen der bekannte Tyrannosaurus rex gehört und die für mich sehr beindruckenden Oviraptorosauria (Abbildung 1).

Abbildung 1: El Pollo diablo. Gigantoraptor erlianensis ist ein Mitglied der Oviraptorosauria (Lebendrekonstruktion von Nobu Tamuraunter CC BY-SA 3.0).

Dafür wählte er für fünf verschiedene Zeitpunkte: 1920, 1980, 1990, 2000 und 2009. Für diese Zeitpunkte nahm er alle Coelurosauria Spezies, für die zu der Zeit mindestens ein fast vollständig erhaltenes Fossil in der Literatur beschrieben war und verglich diese mittels eines der oben erwähnten Programme und anhand von 364 morphologischen Merkmalen untereinander. Dabei sollte man im Hinterkopf behalten, dass etwa die Hälfte der bekannten Coelurosauriaspezies nach dem Jahr 1990 entdeckt wurden. Darunter die sehr vögelähnlichen Dromaeosauriden (Abbildung 2), eine Untergruppe der erwähnten Deinonychosaurier.

Abbildung 2: Lebendrekonstruktion des 2003 entdeckten Microraptor zhaoianus, eines Dromaeosauridae (Matt Martyniuk unter CC BY 3.0),

Wenig überraschend fand Senter dann in seinem 2010 veröffentlichten Artikel, dass zwischen den 1920 bekannten Coelurosauriern große morphologische Lücken klafften. Diese wurden in der Folgezeit durch neu gefundene Fossilien ergänzt, so dass im Jahr 1990 schon einige Kladen, wie die Oviraptorosaurier und Dromaeosauriden zu erkennen sind. Archaeopteryx ähnelt jedoch noch keinen anderen bekannten Coelurosauriern sonderlich. Das ändert sich aber, wenn man die bis zum Jahr 2000 entdeckten Arten dazu nimmt. Neu entdeckte Dromaeosauriden, wie Microraptor zhaoianus, schließen nun die Lücke zu Archaeopteryx und den (anderen) frühen Vögeln. Außerdem verkleinert sich die Lücke zwischen diesen Vögeln und vögelähnlichen Dinosauriern und der Gruppe, zu der auch Tyrannosaurus rex gehört so sehr, dass auch nach baraminologischen Gesichtspunkten all diese Spezies als eine Gruppe anerkannt werden müssen. Nur die Oviraptoren und zwei andere Gruppen waren noch durch größere morphologische Lücken von dem Hauptteil der Coelurosaurier getrennt.

In einem Folgeartikel aus dem Jahr 2011 erhöht Senter die Merkmale, die er für die Analyse nutzt auf 392. Außerdem nahm er neue Spezies in die Untersuchung auf. Dadurch wurde die Lücke zwischen den Oviraptoren und den Vögeln mit ihren Verwandten geschlossen. Es gab nun also zwei Gruppen, die, die Vögel, Oviraptoren, Dromaeosauride etc. beinhaltete und die, zu der Tyrannosaurus rex gehörte. Der Abstand zwischen diesen Gruppen war aber so gering, dass sie auch unter baraminologischen Kriterien als verwandt anzusehen waren.
Weitere Analysen der morphologischen Merkmale im selben Artikel zeigten außerdem, dass die Coelurosaurier sich in die übrigen Theropoden einfügten und diese sich wiederum in eine große Gruppe, die neben den Großteil der bekannten Dinosaurier auch alle bekannten basalen Dinosaurier umfasst.

Phil Senter konnte also zeigen, dass selbst, wenn man der inneren Logik der Kreationisten folgt, Vögel Dinosaurier sind und kein unabhängig erschaffener Grundtyp.
Außerdem konnte er so eindrucksvoll demonstrieren, wie neu gefundene Fossilien unser Verständnis von stammesgeschichtlichen Beziehungen nach und nach vertiefen.

Quellen

SENTER, P. (2010). Using creation science to demonstrate evolution: application of a creationist method for visualizing gaps in the fossil record to a phylogenetic study of coelurosaurian dinosaurs, Journal of Evolutionary Biology, 23 (8) 1743. DOI: 10.1111/j.1420-9101.2010.02039.x

SENTER, P. (2011). Using creation science to demonstrate evolution 2: morphological continuity within Dinosauria, Journal of Evolutionary Biology, 24 (10) 2216. DOI: 10.1111/j.1420-9101.2011.02349.x

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Der Baum des Lebens: Sie befinden sich hier

Das ist jetzt in gewisser Weise ein kleiner Teaser für meinen nächsten Artikel und viele werden die Grafik wharscheinlich schon kennen. Für die, die diese aber noch nicht kennen hoffe ich, dass sie genau so beeindruckt davon sind, wie ich es war, als ich die Grafik zum ersten mal sah.

Gezeigt wird ein Phylogram allem Lebens welches anhand von RNA-Analysen von etwa 3.000 verschiedenen Spezies erstellt wurde. In der oberen linken Ecke zeigt der Hinweis „you are here“, wo wir Menschen zu finden sind sind.

Erstellt wurde dieser „Baum des Lebens“ im Labor von David Hillis an der Uni Texas und kann dort zum eigenen Gebrauch, sowie zur Lehre, in höherer Auflösung herunter geladen werden.

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Grundkurs Biologie: Taxonomie, Modelle und Kladistik II

Teil II: Modelle und Kladistik

Taxonomie als Modell der Wirklichkeit

Wie in Teil I besprochen, ist die biologische Taxonomie ein Ordnungssystem, um Lebewesen in Kategorien einzuteilen. Der Sinn hinter diesem System war zuerst einmal nur, einen Überblick über die unglaubliche Vielfalt der Lebewesen zu erlauben. Hierbei erhob Carl von Linné keinen Anspruch irgendwelche wirklichen Beziehungen und Verwandtschaftsverhältnisse zwischen den Organismen nachzuvollziehen. Es sollten ja noch etwa hundert Jahre zwischen den Anfängen von Linnés Taxonomie und der Veröffentlichung von Darwins Über die Entstehung der Arten vergehen.
Mit dessen Veröffentlichung und der damit einhergehenden Etablierung der Evolution im wissenschaftlichen Kanon, erkannte man jedoch, dass die erstellte Taxonomie die Wirklichkeit nachzeichnete.

 

Probleme der Taxonomie

Eines der augenfälligsten Probleme, die beim Erstellen und Ordnen der Taxa auftreten kann ist, dass es nicht einfach ist, die Verwandtschaftsverhältnisse der Lebewesen zu ermitteln. Das gilt im besonderen Maße für die Zeit, bevor die modernen molekularbiologischen Methoden zur Verfügung standen. Zu dieser Zeit konnten Biologen nur auf den Vergleich morphologischer Merkmale, also dem Aussehen der Organismen, und Ähnlichkeiten in der Embryonalentwicklung zurück greifen.

Jedoch führen hier Ähnlichkeiten, die nicht von einem gemeinsamen Vorfahren ererbt wurden, sondern durch parallele oder konvergente Evolution entstanden sind, zu Taxa, die keine natürlichen Verwandtschaftsverhältnisse widerspiegeln. Solch ein Taxon nennt man polyphyletisch, bzw. Polyphylum.
Ein Beispiel hierfür ist das frühere Taxon der Gliedertiere (Articulata). Dieses vereinte Aufgrund morphologischer Merkmale die Gliederfüßler (Arthropoda), zu denen z.B. die Insekten und die Krustentiere gehören, mit den Ringelwürmern (Annelida) (Eernisse et al 1992).

Ein anderes Problem kann durch das Wegfallen eines ursprünglichen Merkmals entstehen. Hier wird dann ein Teil der Abstammungsgruppe nicht mehr als solches erkannt und als eigenes Taxon definiert.Ein Beispiel für ein solches Paraphylum ist das wahrscheinliche Lieblingstaxon aller Zehnjährigen, die Dinosaurier. Da die Vögel ursprünglich nicht zu den Dinosaurier zugerechnet wurden, obwohl diese, wie man heute weiß, von einer Gruppe von Dinosauriern, den Theropoden, abstammen, waren die Dinosaurier ursprünglich paraphyletisch.

Dieses tut natürlich den ursprünglichen Zweck der Taxonomie, also Überblick über die Vielfalt der Lebensformen zu erleichtern, keinen Abbruch. Jedoch kommen Probleme auf, wenn man die biologische Taxonomie als Modell der Verwandtschaftsverhältnisse der Lebewesen sieht. Hier werden Taxa gewünscht, die alle Nachkommen eines gemeinsamen Vorfahrens (einschließlich dessen) umfassen. Solch eine Taxon nennt man monophyletisch. Die Säugetiere sind zum Beispiel ein solches Monophylum (Rowe & Gauthier 1992).

Abbildung 1: Skizze zum besseren Verständnis von Para-, Poly- und Monophyla. Blau hinterlegt ist ein Paraphylum, grün hinterlegt ein Polyphylum und rot ein Monophylum.

Ein weiteres Problem der Taxonomie und die Kladistik

Von Zeit zu Zeit kommt es zu Diskussionen, welchen Rang ein Taxon genau innehat, zur Abschaffung oder der Zusammenlegung von Taxa. So wird von einigen die Zusammenlegung der Gattungen Homo (den Menschen) und Pan (Schimpansen und Zwergschimpansen) vorgeschlagen (Wildman et al 2003).
Dieses Problem stammt daher, dass Linnés Taxonomie, wie schon Eingangs erwähnt, zu Begin ein reines menschliches Ordnungssystem ohne Anspruch darauf, die Verwandtschaftsverhältnisse der Organismen nachzuvollziehen, war. Die hierarchische Einteilung, wie sie am Ende von Teil I erklärt wird, ist daher recht willkürlich.

Abhilfe schafft hier, wenn man diese Hierarchie ignoriert und nur noch von monophyletischen Abstammungsgruppen, den Kladen (Sg. Klade) redet. Hier wäre dann die Klade der Vögel eine Unterklade der Klade der Dinosaurier und die Dinosaurier selber eine Unterklade der Archosaurier. Die Disziplin, die sich mit solchen Kladen befasst, nennt man Kladistik.

Quellen

Eernisse, D.J., Albert, J.S. & Anderson, F.E. (1992). Annelida and Arthropoda are Not Sister Taxa: A Phylogenetic Analysis of Spiralian Metazoan Morphology, Systematic Biology, 41 (3) 330. DOI: 10.1093/sysbio/41.3.305

Rowe, T. & Gauthier, J. (1992). Ancestry, Paleontology, and Definition of the Name Mammalia, Systematic Biology, 41 (3) 378. DOI: 10.1093/sysbio/41.3.372

Wildman, D.E. (2003). Implications of natural selection in shaping 99.4% nonsynonymous DNA identity between humans and chimpanzees: Enlarging genus Homo, Proceedings of the National Academy of Sciences, 100 (12) 7188. DOI: 10.1073/pnas.1232172100

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