Verfahren zur Analyse vergleichender Daten unter Verwendung phylogenetisch unabhängiger Kontraste

Wir erörtern und verdeutlichen verschiedene Aspekte der Anwendung von Felsensteins (1985, Am. Nat. 125: 1-15) Verfahren zur Prüfung auf korrelierte Evolution kontinuierlicher Merkmale. Dies ist eine von mehreren verfügbaren vergleichenden Methoden, die Daten für phänotypische Merkmale auf einen bestehenden phylogenetischen Baum (abgeleitet aus unabhängigen Informationen) abbilden. Die Anwendung der Felsenstein-Methode erfordert keine vollständig dichotome Topologie. Sie erfordert auch nicht die Annahme einer allmählichen, taktgleichen Entwicklung der Merkmale, wie sie durch die Brownsche Bewegung modelliert werden könnte. Nahezu jede verfügbare Information kann zur Schätzung von Zweiglängen verwendet werden (z. B. genetische Entfernungen, Divergenzzeiten, die anhand von Fossilien oder molekularen Uhren geschätzt werden, Anzahl der Merkmalsänderungen aus einer kladistischen Analyse). Die Angemessenheit der vorgeschlagenen Zweiglängen für statistische Zwecke muss jedoch für jede Phytogenie und für jedes Merkmal empirisch überprüft werden. Wir schlagen dazu eine einfache Methode vor, die auf der grafischen Analyse von Diagrammen standardisierter unabhängiger Kontraste gegen ihre Standardabweichungen (d. h. die Quadratwurzeln der Summen ihrer Zweiglängen) basiert. In einigen Fällen müssen die Zweiglängen und/oder die Werte der untersuchten Merkmale transformiert werden. Ein Beispiel hierfür ist die Skalierung des Verbreitungsgebiets von Säugetieren. Nach einer angemessenen Standardisierung können Sätze unabhängiger Kontraste entweder mittels linearer oder nichtlinearer (multipler) Regression analysiert werden. In allen Fällen müssen die Regressionen (oder Korrelationen) jedoch durch den Ursprung berechnet werden. Wir erörtern auch, wie Körpergrößeneffekte korrigiert werden können und wie sich dies auf die grafische Darstellung von Beziehungen zwischen standardisierten unabhängigen Kontrasten auswirkt. Wir schließen mit einer Betrachtung der Arten von Merkmalen, die mit Verfahren für unabhängige Kontraste analysiert werden können, und kommen zu dem Schluss, dass jedes (kontinuierliche) Merkmal, das von den Vorfahren vererbt wird, für die Analyse geeignet ist, unabhängig vom Mechanismus der Vererbung (z. B. genetisch oder kulturell).