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Die Stammbaumtheorie in der Linguistik wurde von August Schleicher Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelt. Er ging davon aus, dass sich Sprachen analog der Evolution biologischer Arten aus Ursprachen (Protosprache) entwickeln. Danach verhalten sich die Beziehungen und Verwandtschaftsverhältnisse zwischen Sprachen genau so wie die Relationen der Arten in der Biologie, die sich in Form von phylogenetischen Stammbäumen darstellen lassen.
Ausgehend von seinen evolutionstheoretischen Überlegungen entwickelte August Schleicher u. a. das Stammbaummodell der indogermanischen Sprachfamilie.
Stammbaummodelle sind hierarchische Modelle, in denen sich Tochtersprachen „genetisch“ zusammenhängend aus Elternsprachen entwickeln. So sind die romanischen Sprachen Tochtersprachen von Latein, Latein ist eine Tochtersprache von Italisch, Italisch eine Tochtersprache des Indogermanischen. Stammbaummodelle werden heute verwendet, um die Beziehungen zwischen Sprachen darzustellen und sie zu gruppieren.
Die Vergleichende Sprachwissenschaft kann Verwandtschaften entdecken und Elternsprachen teilweise rekonstruieren. So wurde die indogermanische Ursprache zum Teil rekonstruiert. Das Stammbaummodell führt, zu Ende gedacht, gegebenenfalls zu einer gemeinsamen Ursprache aller Sprachen. Darauf deuten bestimmte Erscheinungen neuerer genetischer Forschungen hin. Die Existenz einer gemeinsamen Ursprache ist jedoch umstritten, da jede weitere erschlossene ältere Stufe des Sprachstammbaums größere Unsicherheiten beinhaltet.
Die Junggrammatiker, die die Sprachwissenschaft seit den 1870er Jahren nachhaltig prägten, lehnten die Stammbaumtheorie ebenso ab, wie die sie ergänzende Wellentheorie von Johannes Schmidt.
Johannes Schmidt argumentierte, dass sich die indogermanischen Einzelsprachen nicht so einfach in einen Stammbaum einteilen lassen. Er nahm gegenseitige sprachliche Beeinflussungen an, die dann auftraten, wenn Sprachgruppen miteinander in Kontakt kamen. So gibt es auffallende Ähnlichkeiten zwischen dem Griechischen und dem Italischen sowie zwischen dem Italischen und dem Keltischen. Ähnliche Beziehungen gibt es zwischen dem Italischen und Keltischen (einerseits) und dem Germanischen (andererseits). Das Germanische wiederum hat spezielle Ähnlichkeiten mit dem Slawischen und dem Baltischen. All diese Beziehungen lassen sich nicht in einen Stammbaum fassen.
Auch die Sprachgeographie arbeitet seit Jahrzehnten nicht mehr mit der Stammbaumtheorie, weil diese Theorie das ständige Vermischen und Sich-Beeinflussen von Sprachen nicht berücksichtigt.
Trotz der Kritik an der Stammbaumtheorie hielten einige Sprachwissenschaftler noch lange daran fest, und bis heute dient sie dazu, sprachliche Verwandtschaft augenfällig darzustellen.
Man muss jedoch unterscheiden zwischen Stammbaumdarstellungen (im Sinne von Schleichers Theorie) und hierarchischen baumartigen Gliederungen, die nichts mit Schleichers Theorie zu tun haben. So werden zum Beispiel die deutschen Großdialekte häufig in Niederdeutsch und Hochdeutsch eingeteilt, letzteres wiederum in Mitteldeutsch und Oberdeutsch, ohne dass die Ersteller dieses „Baumes“ Schleichers Stammbaum im Sinn haben. Bei diesen Baumstrukturen geht es also nicht um Abstammung und Sprachteilung, sondern um Anwesenheit oder Abwesenheit von bestimmten Dialektmerkmalen, wie zum Beispiel die Anwesenheit von Spuren der Zweiten Lautverschiebung.