Maximum parsimony

Maximum parsimony (englisch, deutsch etwa Maximale Sparsamkeit, siehe Ockhams Rasiermesser) bezeichnet in der biologischen Verwandtschaftsanalyse Verfahren zur Rekonstruktion phylogenetischer Bäume. Hierbei werden diejenigen Bäume bevorzugt, die am wenigsten evolutionären Wandel benötigen, um die beobachteten Daten zu erklären. Maximum parsimony steht dabei in Konkurrenz zu anderen Verfahren wie Neighbor-Joining-Algorithmen und der Maximum-Likelihood-Methode, wobei jedes dieser Verfahren gewisse Vorteile hat, aber auch zu bestimmten Artefakten neigen kann.

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Ein Beispiel für long-branch attraction. Wenn die Zweige A und C eine hohe Anzahl von Substitutionen im „wahren Stammbaum“ aufweisen (der natürlich nie wirklich bekannt ist, außer in Simulationen), dann könnte die Parsimonie diese parallelen Veränderungen (Homoplasien) als Synapomorphie (gemeinsames Merkmal zweier Schwestergruppen) interpretieren und A und C zusammengruppieren.

Bei maximum parsimony sind vor allem die sogenannten long-branch attraction artefacts (englisch, deutsch etwa Artefakte durch die Anziehung langer Äste) möglich. Hierbei können Taxa, die auf Grund einer relativ hohe Rate an Mutationen auf langen Ästen eines Stammbaums liegen, fälschlicherweise an basaler Stelle im Kladogramm platziert werden und verzerren dadurch die Ergebnisse. Noch bis kurz vor der Jahrtausendwende galt das Auftreten von Long-branch-attraction-Artefakten als unwahrscheinlich, mittlerweile sind zahlreiche Beispiele dafür bekannt. Viele Methoden dienen seither zur Entdeckung bzw. Vermeidung dieses Effekts.

Literatur

Joseph Felsenstein: Cases in which Parsimony or Compatibility Methods will be Positively Misleading. In: Systematic Biology. Band 27, Nr. 4, Dezember 1978, S. 401–410, doi:10.1093/sysbio/27.4.401.
Bryan Kolaczkowski, Joseph W. Thornton: Performance of maximum parsimony and likelihood phylogenetics when evolution is heterogeneous. In: Nature. Band 431, Nr. 7011, Mai 2004, S. 980–984, doi:10.1038/nature02917.
Johannes Bergsten: A review of long-branch attraction. In: Cladistics. Band 21, Nr. 2, April 2005, S. 163–193, doi:10.1111/j.1096-0031.2005.00059.x.