一个简短的关于系统发生学的研究

文摘

在科学、系统发生学的调查是生命形式的变革聚会之间的联系(如种类、数量),以原子测序发现信息和形态学信息网格。术语phylogeneticsderives从希腊表达式宗族(φυλI®)和家族谱系(害怕φa¦λον),意思是“部落”,“派系”,“种族”和描述性结构,genetikos(γενετικIŒς),这个词的起源(γIνεσις)“源”、“源”、“观念”。事实上,系统发生过程,系统科学在这个过程中,系统发生学和发展史的检查滇池流域的有机大分子(DNA, RNA和蛋白质,在第一)。系统发育研究的结果是一个猜测分类学的发展历史聚会:他们的发展史。

关键字

系统发生学、发展、计算

介绍

通过广大发展是一个过程,从长期来看,可能部分修改成特定的分支,混合在一起,通过消除或结束(1- - - - - -15]。变革性发展过程可能描绘成一种系发生树,和现场的每个不同的生物在树视图的一个猜测的安排发展蔓延的情况下发生。Inhistorical语音学、比较有关连接的想法是利用方言;和在文学反馈withstemmatics [15- - - - - -25]。

系统检查了研究发展生命之树的关键。例子,RedToL重建红藻生命之树。美国国家科学基金会支持的事业组装生命之树(AToL)行动26,27]。这个任务的目标是集中发展连接横向膨胀集会的生物在生命的历史背景。定期的勘探风险包括巨大的团体工作横向场所和订单,和通常给予支持专家处理计算系统发生学和phyloinformatics作业,包括信息获取、检查、和计算发展和传播28- - - - - -32]。

科学分类安排,可辨认的证明和命名的生物通常由系统发生学豪华受过教育,但仍然是一个方法论上和条理清楚地明白无误的纪律4]。科学分类的程度依赖于发展史不同依赖学校的科学分类:表现型分类法的无视发展史,试图说有机实体之间的亲密感,而;支序分类学(系统分类)试图重现发展史的顺序没有数据丢失;发展科学分类试图发现他们之间的讨价还价,说话的阶段发展(33- - - - - -36]。

开发的系统发育树

系统发生学的逻辑系统经常聚集在支序分类学。最著名的是niggardliness,最大概率(ML),和MCMC-basedBayesian推导37]。所有系统依赖于一个可核查的或明确的科学模型刻画人物的发展看到的物种合并;都可以,是利用原子信息,其中人物核苷酸或氨基酸腐蚀性继承法、调整,除了极端概率(见下),,用于表型(形态、混合和生理)信息(也称为建立或习惯信息)(38- - - - - -40]。

表现型分类法的,然而现在普遍在20世纪中期一般过时,使用分离基于网格的系统构建树的一般亲密在形态或其他可辨认的品质(即在表型,不是DNA),这是定期接受猜测系统连接(41]。

详尽的有序发展公约系统发育树,包括DNA /氨基酸相连的分组在一起,各种连续安排,室内(测试拟替换模型)和系统改造利用最大似然法和贝叶斯推理,可以在自然协议(42]。

在1990年之前,系统发育揣摩分析大体上显示为故事的情况。这些技术是诚实善良,但是经常有问题和困难的测试(43- - - - - -46]。

相似

某些字符比其他人更倾向于发展同时;明智的,这样的人物应该是权重小的繁殖树。权重模型的进步可以推导出原子信息的设置,以便最大概率和贝叶斯系统可以利用对他们进行调查。对亚原子分组,这问题是加剧了下当类群研究慷慨地分开。随着时间的后续两个分类单元构建的独特性,如此众多的可能性替换在同一网站,或重新更改,所有这些导致相似。形态信息,不幸地,主要目标集中合并的方法是树的发展——在某种程度上盘系统47- - - - - -50]。沿着这些线路,事实上,即使权重homoplasious字符改善支持树。进一步优化可以通过加权得到改变一个高于另一个的变化;为例,胸附近的翅膀几乎确保安排在pterygote令人毛骨悚然的小爬虫,理由是,尽管翅膀经常失去了选择,没有证据证明他们已经增加超过一次(51]。

水平质量交换

通常,有机实体可以通过两种方式获得的品质:垂直的质量交换,甚至质量交换。垂直交换质量的品质从监护人到子孙后代,和水平(也称为横向地)时会发生质量交换品质断开连接的生物之间的反弹,一个典型的感觉尤其是在原核生物;大样本的获得的抗阻力的后效质量不同微生物之间的贸易促使multi-drug-safe细菌物种(52- - - - - -56]。另外有报道周围的实例平坦的真核生物之间的质量交换。

质量交换也有困惑的决心的发展史的生物,和发展史中的违规行为占特殊生命形式的集会中依赖品质用于开发变革树(57]。最好的方法找出哪些品质已获得垂直并均匀toparsimoniously期望是最大的安排已经收购了在一起的品质获得垂直;这要求打破一个广泛的品质(58- - - - - -62年]。

混合物,物种形成和渐渗现象

支序分类学的基本怀疑基本数值模型是一个情况下,动物类型以分叉的方式完美地一部分。尽管这种假设可能挂在一个更大的规模(甚至酒吧质量交换,见上图),物种形成是经常故意大大减少63年- - - - - -70年]。研究进化枝的后系统给出了证明一半一半物种形成,曾经认为少见,说实话非常基本的,尤其是植物。此外动物物种形成是常规,使怀疑一个分叉的例子不可接受的,促使系统发育系统而不是树。渐渗现象同样可以移动的品质一般的物种之间,有时甚至属,混杂系统检查的品质。这个奇迹可以添加到“行排序不足”,被认为是一个典型的感觉在各种聚会。在物种水平考试这可以由大检查或更好的整个基因组调查。问题是经常保持战略的调查少,距离不近相关的例子。

分类单元检测

归因于发展前沿测序系统原子科学,它最终实现积累大量的信息(DNA或氨基腐蚀性继承法)获得系统推测(81年- - - - - -84年]。例子并不少见发现与角色网络研究的整个线粒体基因组(~ 16000个核苷酸,在众多的生物)。然而,娱乐已经表明,它更扩大的关键类群的数量比建立在网格中字符的数量,理由是分类单元越多,更精确的和更有力的是随后的系统发育树。这可能是中途因为长期分离的分支85年- - - - - -90年]。

系统发育标志

另一个重要元素,树重建的精度是影响信息调查是否真的含有有价值的系统符号,一个术语,是利用在很大程度上表明是否一个角色逐渐进步到近相关类群有相同的状态,而不是任意波动。测试系统存在的迹象(91年- - - - - -93年]。

准备系统数据

•使用分子数据比形态学数据要容易得多。

然而,我们必须意识到一个重要的假设在处理数据:我们总认为进化是不同的。也就是说,如果两个序列相似我们排除这种可能性,这种相似性可能趋同进化的结果。

•更准确地说,在分子水平趋同进化是极为罕见

•数据的质量是至关重要的(“垃圾,垃圾”),也就是说,多重序列比对的质量一定要高。

•如果你有DNA序列,你可以使用它们,但只有在序列的身份很高

•否则,DNA转化为蛋白质序列(只有编码部分)并使蛋白质

•然后转换回如果你想观察DNA同义突变等。

•工作直接同源研究物种间的差异

•工作假字研究(通常)-相关蛋白在同一物种(例如,您可以尝试重建基因重复事件)

•而导致的基因水平转移两种生物之间。Xenologs可能会引入噪声的种类包含一个基因,没有相同的历史基因的插入。

•同源的基因和来自两个不同的物种不一定是同源!

•最后,不要使用序列片段,融合蛋白,大型复杂的家庭。只要你可以使用一个外围集团。

•使用可靠的多序列比对程序

系统发育的比较方法

系统发育比较方法变革(潜热)使用数据连接的生命形式(系统发育树)来分析物种。公认的最广泛的应用程序来测试相关联的两个或两个以上的变革的品质,或找出质量包含一个系统发育的迹象(倾向相关物种的样子。然而,一些方法可与特定表型属性不同的物种形成和/或终止,包括努力区分发育发展的关键。尽管大多数研究,利用个pcm都专注于生存的生物,同样的方法可以被连接到终止类群和可以从化石记录合并数据94年- - - - - -98年]。

由于计算生活必需品,他们通常是由电脑执行的项目(见下面列表)。个pcm都可以看作是变革的一个组成部分,科学,系统误差,系统发生学、生物信息学甚至测量,因为大多数方法包括实际系统和标准评估不同的参数和图纸揣摩分析发展过程。

认识个pcm都从最惯常的方法在分类学和系统发生学是他们通常不会努力收集下物种的系统发育关系研究。也许,他们利用免费的衡量系统发育树的拓扑(除了分支长度),得从一个不同的系统调查,例如,比较DNA安排已经被最大niggardliness抛锚了,最极端的概率和贝叶斯方法。吸附的主要目标是学习进步的主观和定量属性和识别的例子开始和终止的发展史。大多数比较模型预计系统树是没有记住错误的最终目标来衡量参数的爱好。在这种方式中,潜热计算使用的发展史,现在可以,不救他们。适当,破旧的系统发生学编程显示了个pcm都小覆盖项目,安排大量的豁免R包,例如,“黑猩猩”和“革”和独立的系统编程,例如,“豆科灌木”。

相关物种的科学来解释地区有着悠久的历史。查尔斯·达尔文依赖等相关证明的真正源泉在编写《物种起源》。众多不同领域的科学利用种间也检查,包括行为自然、动物行为学、生态生理学,比较生理学、变革性的生理学、功利主义形态,比较生物力学,和性选择的调查98年- - - - - -One hundred.]。

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