Phylogeny i Rekonstrukcja drzewa filogenetyczne


Original: http://aleph0.clarku.edu/~djoyce/java/Phyltree/intro.html

Wprowadzenie
Więc, co jest filogenezy? Jest to nauka o ewolucji form życia. Jedno drzewo filogenetyczne, zwany także cladogram lub dendrogramie, jest wyświetlany poniżej. To jest drzewo z kilku form życia oraz ich relacji. W tym obrazie, czas jest wymiar pionowy z obecnym czasie na dole, a wcześniej razy nad nim. Istnieje dziesięć istniejące gatunki (gatunki obecnie mieszka) nazwane od 1 do 10. Linie powyżej zachowanych gatunków reprezentują te same gatunki, tylko w przeszłości. Gdy dwie linie zbiegają się w punkcie, który nie powinien być interpretowany jako punkt, gdy oba gatunki odbiegły od wspólnego gatunku przodków, punkt jest wspólnych przodków gatunki. I tak dalej, aż w końcu, jakiś czas w przeszłości, wszystkie gatunki pochodzą od zaledwie jednego gatunku, jeden wyświetlany jako najwyższym punkcie.

Drzewo filogenetyczne wyświetlane wyżej generowane losowo. Jeśli chcesz, możesz kliknąć na przycisk “Nowy Phyltree” wygenerować inny drzewa filogenetycznego. Można także zmienić liczbę zachowanych gatunków edytując pole oznaczone “Gatunki”. (Naciśnij Enter po zmianie numeru.)

Kilka uwag o wymiarze horyzontalnym drzewa filogenetycznego. To nic nie znaczy! Każde drzewo może być wyświetlany w dwóch wymiarach, tak, że linie nie przecinają, i tak te drzewa filogenetyczne są. To jest całkowicie arbitralne, czy gałąź drzewa znajduje się na lewo lub na prawo od kropki. Więc drzewa z dwóch gatunków, 1 i 2, z wspólnego przodka 3, można wyciągnąć z tych gatunków 1 lub gatunków, 2 z lewej strony, a innymi gatunkami na prawo.

O swobodnym tworzenia drzewa. Drzewa są losowo tworzone z liści n (liczba obecnych gatunków). Istnieje wiele możliwych algorytmów do takiej konstrukcji. Tutaj dość przypadkowy wyglądające drzewo jest potrzebne. Algorytm nie jest oparta na żadnych rzeczywistych danych i teorii ewolucji gatunków. Drzewo to w następujący sposób. Po pierwsze, jest n niepowiązanych gatunków. Zazwyczaj dwa są wybrane losowo mają wspólnego przodka, a 1/10 czasu, trzy są wybrane (1/100 w czasie czterech, itp.). Rodowy gatunek jest stworzony dla tych gatunków i jest umieszczona z powrotem w czasie, zanim starszy gatunków podrzędnych. Kwota dalej w czasie wynosi 2/10 plus losowa liczba między 0 a 1, co sprawia, że ​​średnio 0,7 jednostek czasu z powrotem. Proces ten powtarza się, aż wszystkie gatunki mają wspólnego przodka.

Pionowe pokazane skali jest dowolna, z tym, że jest w tej samej skali używane do generowania losowego drzewa.

Wiarygodności modelu drzewa. Drzewa nie zawsze jest najlepszy model. Oto kilka razy, gdy nie jest najlepiej.

  • Dla osób w ramach gatunku. Materiał genetyczny danej osoby nie pochodzą z jednej osoby wcześniej istniejącej. Zwierzęta i rośliny, które należy pomnożyć przez rozmnażania płciowego otrzymać pół ich materiału genetycznego od każdego z dwóch rodziców, więc drzewo, jak jest to niestosowne. W przypadku gatunków, które mnożą się bezpłciowo, drzewo jest właściwe. Nawet w przypadku gatunków, które zwykle rozmnażają się bezpłciowo, jak wiele jednokomórkowych stworzeń-sporadyczne wymiana materiału genetycznego poprzez sprzężenie jest tak ważne, że drzewa są nieodpowiednie.
  • W przypadku blisko spokrewnionych gatunków. Osoby są czasami kojarzyć między blisko spokrewnionych gatunków, i ich potomstwo przetrwać przyczynić się do puli genowej jednego lub obu gatunków rodzicielskich. Jako gatunki różnią, takie wymieszanie materiału genetycznego staje się bardziej rzadkie. Jednym z rozwiązań jest w leczeniu blisko spokrewnionych gatunków, jak jeden większy gatunków zmiennych. Innym jest po prostu nie do rozważenia blisko spokrewnionych gatunków.
  • Hybrydowe gatunków. W świecie roślin jest od czasu do czasu zdarza się, że nowy tetraploid gatunków wynika z dwóch diploidalnych gatunków. Oba gatunki rodzicielskie muszą być nieco podobne do tego, aby stało.
  • Distant interakcja. Istnieje kilka sposobów, że materiał genetyczny z jednego gatunku może znaleźć swoją drogę do gatunku odlegle spokrewnionych i niespokrewnionych. Wśród bakterii, bakterie czasem jednego gatunku można spożywać materiału genetycznego bakterii innych gatunków, i zawierają część, pod własnym materiałem genetycznym. Rzadko, jak to może być, skutki są znaczące. Czasami wirusy mogą wybiorą transportu materiału genetycznego z jednego gatunku do drugiego. Gdy niektóre wirusy wyrwać się z komórek jednego gatunku, mogą zarazić inne gatunki i nosić ten materiał do nich.
  • Pomimo tych wyjątków, model drzewa jest zazwyczaj bardzo dobry model do pokazania relacji między gatunkami.