Maximum parsimony

Maximum parsimony (englisch, deutsch etwa Maximale Sparsamkeit, siehe Ockhams Rasiermesser) bezeichnet in der biologischen Verwandtschaftsanalyse ein Optimalitätskriterium bei Verfahren zur Rekonstruktion phylogenetischer Bäume. Hierbei werden diejenigen Stammbäume bevorzugt, für die die geringste Zahl von evolutionären Merkmalszustandsänderungen erforderlich ist, um die beobachteten Daten zu erklären. Maximum parsimony wird dabei neben anderen Verfahren wie dem Neighbor-Joining-Algorithmus und der Maximum-Likelihood-Methode eingesetzt. Diese Verfahren können unter unterschiedlichen Bedingungen zu verschiedenen Ergebnissen führen.

Ein Beispiel für long-branch attraction. Wenn die Zweige A und C eine hohe Anzahl von Substitutionen im „wahren Stammbaum“ aufweisen, können unabhängig voneinander entstandene Veränderungen (Homoplasien) von der Parsimonie als Synapomorphien interpretiert und A und C dadurch fälschlicherweise zusammen gruppiert werden.

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.

Bei maximum parsimony sind insbesondere sogenannte long-branch attraction artefacts (englisch, deutsch etwa „Anziehung langer Äste“) möglich. Hierbei können Taxa, auf deren Entwicklungslinien besonders viele Merkmalsänderungen oder Substitutionen aufgetreten sind und die deshalb auf langen Ästen des Stammbaums liegen, fälschlicherweise miteinander gruppiert werden. Ursache dafür ist, dass unabhängig entstandene übereinstimmende Merkmalszustände (Homoplasien) als gemeinsame abgeleitete Merkmale (Synapomorphien) interpretiert werden können. Ist beispielsweise auch die Außengruppe durch einen langen Ast repräsentiert, kann der Effekt dazu führen, dass ein langästiges Taxon fälschlicherweise an einer basalen Stelle im Kladogramm platziert wird.