Parareptilien stellen ein artenreiches Monophylum paläozoischer und früh-mesozoischer Amnioten dar; sie bilden innerhalb der Reptilien die Schwestergruppe zu den Eureptilien. Pareiasaurier, eine Untergruppe der Parareptilien, sind eine bedeutende Komponente spät-permischer …kosysteme. Jüngst wurde ein Schwestergruppenverhältnis zu den Nycyeroletern entdeckt, mit welchen sie die "Pareiasauromorpha" bilden. Diese Arbeit befasst sich mit der Beschreibung einiger dieser bisher schlecht untersuchten Parareptilien und deren Verwandtschaftsverhältnisse.Der Pareiasaurier Deltavjatia vjatkensis und der Nycteroleter Emeroleter levis aus der russischen Lokalität Kotel''nich werden mithilfe neu entdeckten Materials im Detail beschrieben. Das gut erhaltene Deltavjatja Materials umfasst mehrere Grössenstadien und erlaubt eine Analyse der Wachstumsraten. Eine geometrisch-morphometrische Analyse des Schädeldachs lässt eine allometrische Zunahme von Schnauzenlänge und Postorbitalregion erkennen. Auch wird der historisch erste Pareiasaurier, Parasaurus geinitzi, aus dem oberpermischen Kupferschiefer von Deutschland neu beschrieben. Zudem ergibt eine Neuanalyse der russischen Nycteroleter eine Synonymie von Tokosaurus perforatus und Macroleter poezicus. Eine phylogenetische Analyse unter Verwendung von Parsimonie und bayesischen Methoden ergibt eine basale Stellung von Parasaurus und eine Monophylie der Nycteroleter; letztere wird aber nur durch die Parsimonie unterstützt. Alle phylogenetischen Methoden ergeben jedoch eine Monophylie der Pareiasauromorpha. Eine strato-kladistische Analyse zeigt zudem eine ähnliche Topologie. Eine biogeographische Analyse der Pareiasauromorpha ergibt mehrfache Verbreitungsereignisse nach Russland und China. Diese stimmen überein mit denen anderer oberpermischer Gruppen, jedoch werden nur wenige dieser Ereignisse komplett bei allen Taxa gefunden. / Parareptilia is a diverse, yet enigmatic clade of fossil amniotes, sister-group to Eureptilia within Reptilia. Pareiasauria, a widely distributed and speciose parareptile group, was a prominent part of Late Permian ecosystems, yet few taxa have been examined in detail. This work describes some poorly known parareptiles, using this data to assess interrelationships and evaluate evolutionary trends within the clade. A reassessment of a group of derived parareptiles, the Russian ''nycteroleters'', results in the synonymy of Tokosaurus perforatus with Macroleter poezicus. A phylogenetic analysis of parareptilian relationships recovers a ''nycteroleter'' monophyly in the parsimony analysis, but not with Bayesian, with the genus Bashkyroleter paraphyletic in both. A monophyletic clade consisting of the nycteroleters and pareiasaurs, termed Pareiasauromorpha, is supported by all methods. Parasaurus geinitzi von Mayer, 1857 is redescribed and confirmed to be a pareiasaur based on the anatomy of the type specimens and fragmentary material that has subsequently been assigned to the taxon. Well-preserved cranial and postcranial material of the pareiasaur Deltavjatia vjatkensis from Kotel''nich, Russia, is described in detail for the first time, including specimens of radically different size classes. The first geometric morphometric analysis of a parareptile reveals an allometric increase in snout length along with an increase in postorbital length. A reassessment of the relationships of Pareiasauromorpha using different methods of phylogenetic inference recovers similar results. The topologies are not well supported, but are relatively consistent with the stratigraphic record. Biogeographic analysis of pareiasauromorph taxa recovers complex and reticulated patterns of dispersal and vicariance, including multiple dispersal events into both Russia and China; patterns that are consistent with those seen in other Late Permian groups, though few events are shared by all clades.

Verwandte Sprachen besitzen Wörter gleichen Ursprungs. Im Laufe der Geschichte ändern diese Wörter ihre Gestalt und lassen sich heute in ähnlicher Form in verschiedenen Sprachen als Kognate wiederfinden. In dieser Arbeit wird ein formales Modell zur Beschreibung dieser Änderungen mit Hilfe von kodierten, lexikalischen Wortlisten entwickelt. Das Modell ist geeignet, automatisch und objektiv die Evolution idealisierter Sprachen mit Hilfe eines Sprach-Phylogeniebaumes abzubilden. Dabei werden die einzelnen Buchstabenveränderungen verwandter Wörter und die rekonstruierten Protoformen untersucht. Insbesondere interessieren solche Buchstabenveränderungen, die für mehrere Wörter einer Sprache synchron stattgefunden haben. Ein weiterer Bestandteil des evolutionären Modells ist die Identifikation von Kognaten, um die möglichen Buchstabenersetzungen zwischen den verwandten Wörtern untersuchen zu können. Für die Rekonstruktion linguistisch plausibler Buchstabenveränderungen und Kognatzuweisungen entlang einer Sprachphylogenie wird ein parsimonisches Kostenmodell verwendet, welches die verschiedenen Sprach- und Transformationsverläufe bewertet. Die Suche nach der plausibelsten Lösung ist NP-vollständig, so dass für den enorm großen Suchraum ein Annäherungsverfahren vorgeschlagen wird. Ausgehend von einer geeigneten Rekonstruktion wird durch sukzessives und minimales Verändern einzelner Transformationen oder Kognatzuweisungen mit Hilfe eines speziell entwickelten Approximationsverfahrens nicht nur eine lokal maximale Lösung, sondern eine global beste Lösung angenähert. Mit dem gewählten umfassenden Ansatz des untersuchten Rekonstruktionsmodells ist eine Sprachentwicklung für kleine Wortlisten in angemessener Zeit berechenbar. Als großer Vorteil ist die Nachvollziehbarkeit aller Einzeltransformationen für den linguistischen Diskurs anzusehen. Insbesonders die Identifikation regulärer Buchstabenersetzungen mit möglicher Interpretation als Lautwandel früherer Sprachen ist hierbei von Bedeutung. / Related languages contain words of the same origin. Through time these words change. Remaining similarities between these words can be detected in different languages. In this work, transformations across lexical wordlist are used to model these changes. To reconstruct the possible pathways of language change an algorithm is choosen that calculates the phylogeny, the appropriate protolanguage and the cognate sets. An evaluation function detects plausible evolutions. Because of the enormous amount of possible solutions an approximative method is proposed that continuously modifies and improves possible solutions.

Lors de cette thèse, je me suis intéressée aux modèles et aux algorithmes pour étudier l'histoire évolutive commune des hôtes et des symbiotes. Le premier objectif était d'analyser la robustesse des méthodes de réconciliation des arbres phylogénétiques, qui sont très utilisées dans ce type d'étude. Celles-ci associent (ou lient) un arbre, d'habitude celui des symbiotes, à l'autre, en utilisant un modèle dit basé sur des évènements. Les évènements les plus utilisés sont la cospéciation, la duplication, le saut et la perte. Les phylogénies des hôtes et des symbiotes sont généralement considérés comme donnés, et sans aucune erreur. L'objectif était de comprendre les forces et les faiblesses du modèle parcimonieux utilisé et comprendre comment les résultats finaux peuvent être influencés en présence de petites perturbations ou d'erreurs dans les données en entrée. Ici deux cas sont considérés, le premier est le choix erroné d'une association entre les feuilles des hôtes et des symbiotes dans le cas où plusieurs existent, le deuxième est lié au mauvais choix de l'enracinement de l'arbre des symbiotes. Nos résultats montrent que le choix des associations entre feuilles et le choix de l'enracinement peuvent avoir un fort impact sur la variabilité de la réconciliation obtenue. Nous avons également remarqué que l'evènement appelé “saut” joue un rôle important dans l'étude de la robustesse, surtout pour le problème de l'enracinement. Le deuxième objectif de cette thèse était d'introduire certains evènements peu ou pas formellement considérés dans la littérature. L'un d'entre eux est la “propagation”, qui correspond à l'invasion de différents hôtes par un même symbiote. Dans ce cas, lorsque les propagations ne sont pas considérés, les réconciliations optimales sont obtenues en tenant compte seulement des coûts des évènements classiques (cospeciation, duplication, saut, perte). La nécessité de développer des méthodes statistiques pour assigner les coûts les plus appropriés est toujours d'actualité. Deux types de propagations sont introduites : verticaux et horizontaux. Le premier type correspond à ce qu'on pourrait appeler aussi un gel, à savoir que l'évolution du symbiote s'arrête et “gèle” alors que le symbiote continue d'être associé à un hôte et aux nouvelles espèces qui descendent de cet hôte. Le second comprend à la fois une invasion, du symbiote qui reste associé à l'hôte initial, mais qui en même temps s'associe (“envahit”) un autre hôte incomparable avec le premier, et un gel par rapport à l'évolution des deux l'hôtes, celui auquel il était associé au début et celui qu'il a envahi. Nos résultats montrent que l'introduction de ces evènements rend le modèle plus réaliste, mais aussi que désormais il est possible d'utiliser directement des jeux de données avec un symbiote qui est associé plusieurs hôtes au même temps, ce qui n'était pas faisable auparavant / In this Ph.D. work, we proposed models and algorithms to study the common evolutionary history of hosts and symbionts. The first goal was to analyse the robustness of the methods of phylogenetic tree reconciliations, which are a common way of performing such study. This involves mapping one tree, most often the symbiont’s, to the other using a so-called event-based model. The events considered in general are cospeciation, duplication, host switch, and loss. The host and the symbiont phylogenies are usually considered as given and without any errors. The objective here was to understand the strengths and weaknesses of the parsimonious model used in such mappings of one tree to another, and how the final results may be influenced when small errors are present, or are introduced in the input datasets. This may correspond either to a wrong choice of present-day symbiont-host associations in the case where multiple ones exist, or to small errors related to a wrong rooting of the symbiont tree. Our results show that the choice of leaf associations and of root placement may have a strong impact on the variability of the reconciliation output. We also noticed that the host switch event has an important role in particular for the rooting problem. The second goal of this Ph.D. was to introduce some events that are little or not formally considered in the literature. One of them is the spread, which corresponds to the invasion of different hosts by a same symbiont. In this case, as when spreads are not considered, the optimal reconciliations obtained will depend on the choice made for the costs of the events. The need to develop statistical methods to assign the most appropriate ones therefore remains of actuality. Two types of spread are introduced: vertical and horizontal. The first case corresponds to what could be called also a freeze in the sense that the evolution of the symbiont “freezes” while the symbiont continues to be associated with a host and with the new species that descend from this host. The second includes both an invasion, of the symbiont which remains with the initial host but at the same time gets associated with (“invades”) another one incomparable with the first, and a freeze, actually a double freeze as the evolution of the symbiont “freezes” in relation to the evolution of the host to which it was initially associated and in relation to the evolution of the second one it “invaded”. Our results show that the introduction of these events makes the model more realistic, but also that it is now possible to directly use datasets with a symbiont that is associated with more than one host at the same time, which was not feasible before

According to the prevailing doctrine, brain size has mainly increased throughout the evolution of mammals and reductions in brain size were rare. On the other hand, energetic costs of developing and maintaining big brain are high, so brain size reduction should occur every time when the respective selective pressure is present. Modern phylogenetic methods make it possible to test the presence of evolutionary trend and to infer the ancestral values of the trait in question based on knowledge of phylogeny and trait values for recent species. However, this approach has been rarely applied to study brain evolution so far. In this thesis, I focus on bats (Chiroptera). Bats are a suitable group for demonstrating the importance of brain size reductions. Considering their energetically demanding mode of locomotion, they are likely to have been under selection pressure for brain reduction. Furthermore, there is a large amount of data on body and brain mass of recent species available. Finally, phylogenetic relationships among bats are relatively well resolved. My present study is based on body masses and brain masses of 334 recent bat species (Baron et al., 1996) and on a phylogeny obtained by adjusting existing bat supertree (Jones et al., 2002) according to recent molecular studies. Analysing the data for...

Verwandte Sprachen besitzen Wörter gleichen Ursprungs. Im Laufe der Geschichte ändern diese Wörter ihre Gestalt und lassen sich heute in ähnlicher Form in verschiedenen Sprachen als Kognate wiederfinden. In dieser Arbeit wird ein formales Modell zur Beschreibung dieser Änderungen mit Hilfe von kodierten, lexikalischen Wortlisten entwickelt. Das Modell ist geeignet, automatisch und objektiv die Evolution idealisierter Sprachen mit Hilfe eines Sprach-Phylogeniebaumes abzubilden. Dabei werden die einzelnen Buchstabenveränderungen verwandter Wörter und die rekonstruierten Protoformen untersucht. Insbesondere interessieren solche Buchstabenveränderungen, die für mehrere Wörter einer Sprache synchron stattgefunden haben. Ein weiterer Bestandteil des evolutionären Modells ist die Identifikation von Kognaten, um die möglichen Buchstabenersetzungen zwischen den verwandten Wörtern untersuchen zu können. Für die Rekonstruktion linguistisch plausibler Buchstabenveränderungen und Kognatzuweisungen entlang einer Sprachphylogenie wird ein parsimonisches Kostenmodell verwendet, welches die verschiedenen Sprach- und Transformationsverläufe bewertet. Die Suche nach der plausibelsten Lösung ist NP-vollständig, so dass für den enorm großen Suchraum ein Annäherungsverfahren vorgeschlagen wird. Ausgehend von einer geeigneten Rekonstruktion wird durch sukzessives und minimales Verändern einzelner Transformationen oder Kognatzuweisungen mit Hilfe eines speziell entwickelten Approximationsverfahrens nicht nur eine lokal maximale Lösung, sondern eine global beste Lösung angenähert. Mit dem gewählten umfassenden Ansatz des untersuchten Rekonstruktionsmodells ist eine Sprachentwicklung für kleine Wortlisten in angemessener Zeit berechenbar. Als großer Vorteil ist die Nachvollziehbarkeit aller Einzeltransformationen für den linguistischen Diskurs anzusehen. Insbesonders die Identifikation regulärer Buchstabenersetzungen mit möglicher Interpretation als Lautwandel früherer Sprachen ist hierbei von Bedeutung. / Related languages contain words of the same origin. Through time these words change. Remaining similarities between these words can be detected in different languages. In this work, transformations across lexical wordlist are used to model these changes. To reconstruct the possible pathways of language change an algorithm is choosen that calculates the phylogeny, the appropriate protolanguage and the cognate sets. An evaluation function detects plausible evolutions. Because of the enormous amount of possible solutions an approximative method is proposed that continuously modifies and improves possible solutions.