关于程序员:构建系统发育树简述

1. 要点

1. 系统发育树代表了对于一组生物之间的进化关系的假如。
2. 能够应用物种或其余群体的形态学（体型）、生化、行为或分子特色来构建系统发育树。
3. 在构建树时，咱们依据共享的派生特色（不同于该组先人的特色）将物种组织成嵌套组。
4. 基因或蛋白质的序列能够在物种之间进行比拟，并用于构建系统发育树。密切相关的物种通常简直没有序列差别，而不太相干的物种往往序列差别较大。

2. 引言

地球上所有的生物都能够追溯到一个独特的先人。任何较小的物种群也能够将其先人追溯到独特的先人，通常是最近的先人。

在本文中，咱们将钻研用于构建系统发育树或代表一组生物的进化历史和关系的树的根本办法和逻辑。

3. 概述

在系统发育树中，感兴趣的物种显示在树枝的顶端。分支自身以一种代表物种进化史的形式连接起来——也就是说，咱们认为它们是如何通过一系列一致（一分为二）事件从一个独特先人进化而来的。在每个分支点都有一个最近的独特先人，由该分支点的所有物种共享。树的线条代表从一个物种延长到下一个物种的一长串先人。

4. 基本原理

咱们如何构建系统发育树？根本准则是达尔文的 “descent with modification” 思维。基本上，通过观察古代生物体的变异模式（新特色），咱们能够弄清楚——或者至多能够假如——它们从独特先人进化而来的门路。

作为一个例子，让咱们思考上面的系统发育树（它显示了一组类鼠物种的进化历史）。咱们看到了在该群体进化史的不同期间呈现的三个新特色：毛茸茸的尾巴、大耳朵和胡须。每个新特色都由产生该特色的先人的所有后辈共享（用刻度线示意），但在该特色呈现之前决裂进去的物种则不存在。

当咱们构建系统发育树时，在一个群体的进化过程中呈现的、与该群体先人的特色不同的特色被称为衍生特色。在咱们的示例中，毛茸茸的尾巴、大耳朵和胡须是衍生特色，而细尾巴、小耳朵和没有胡须是先人特色。重要的一点是，派生特色可能通过失去或取得特色而呈现。例如，如果 E 谱系产生另一项变动导致尾巴失落，则无尾将被视为衍生特色。

数据集中物种或其余群体共享的派生特色是帮忙咱们建树的要害。如上所示，共享的派生性状偏向于造成嵌套模式，提供无关物种进化中何时产生分支事件的信息。

当咱们从数据集构建系统发育树时，咱们的指标是应用当今物种的共享衍生特色来推断其进化历史的分支模式。然而，窍门在于咱们无奈察看咱们感兴趣的物种的进化，也无奈看到每个谱系何时呈现新特色。

咱们必须查看咱们感兴趣的物种——例如 A、B、C、D 和 E——并弄清楚哪些特色是先人的，哪些是衍生的。而后，咱们能够应用共享的衍生特色将物种组织成嵌套组，如上所示。以这种形式制作的树是对于物种进化历史的假如——通常是具备能够解释其特色的最简略的分支模式的假如。

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