Супердерево
Супердерево собранное — это единое филогенетическое дерево, из комбинации более мелких филогенетических деревьев, которые могли быть собраны с использованием разных наборов данных (например, морфологических и молекулярных) или другого набора таксонов. [1] Алгоритмы супердерева могут выделить области, где дополнительные данные наиболее эффективно устранят любые неоднозначности. [2] Входные деревья супердерева должны вести себя как образцы большего дерева. [3]
Методы строительства
[ редактировать ]Построение супердерева экспоненциально масштабируется в зависимости от количества включенных в него таксонов; поэтому для дерева любого разумного размера невозможно изучить все возможные супердеревья и оценить успешность объединения входной информации. Таким образом, эвристические методы необходимы, хотя эти методы могут быть ненадежными; Извлеченный результат часто бывает искажен или подвержен влиянию нерелевантных характеристик входных данных. [1]
Наиболее известным методом построения супердерева является матричное представление с экономией (MRP), в котором входные исходные деревья представлены матрицами с 0, 1 и ? (т. е. каждое ребро в каждом исходном дереве определяет двудольное разделение листового набора). на две непересекающиеся части, и листья на одной стороне получают 0, листья на другой стороне получают 1, а недостающие листья получают ?), а матрицы конкатенируются, а затем анализируются с использованием эвристики для максимальной экономии. [4] Другой подход к построению супердерева включает версию MRP с максимальным правдоподобием, называемую «MRL» (матричное представление с правдоподобием), которая анализирует ту же матрицу MRP, но использует эвристику для максимального правдоподобия вместо максимальной экономии при построении супердерева.
Расстояние Робинсона-Фулдса — самый популярный из многих способов измерения того, насколько супердерево похоже на входные деревья. Это показатель количества клад из входных деревьев, которые сохраняются в супердереве. Методы оптимизации Робинсона-Фоулдса ищут супердерево, которое минимизирует общие (суммированные) различия Робинсона-Фоулдса между (двоичным) супердеревом и каждым входным деревом. [1] Таким образом, в этом случае супердерево можно рассматривать как медиану входного дерева в соответствии с расстоянием Робинсона-Фулдса. Были разработаны альтернативные подходы для вывода медианного супердерева на основе различных показателей, например, на основе тройного или квартетного разложения деревьев. [5]
Недавним нововведением стало построение супердеревьев максимального правдоподобия и использование оценок правдоподобия «входного дерева» для выполнения тестов двух супердеревьев. [6]
Дополнительные методы включают подход Min Cut Supertree, [7] Анализ наиболее похожих супердеревьев (MSSA), подбор по расстоянию (DFIT) и подбор по квартету (QFIT), реализованные в программном обеспечении CLANN. [8] [9]
Приложение
[ редактировать ]Супердеревья применялись для создания филогений многих групп, особенно покрытосеменных , [10] эукариоты [11] и млекопитающие. [12] Их также применяли к более масштабным проблемам, таким как происхождение разнообразия, уязвимость к исчезновению, [13] и эволюционные модели экологической структуры. [14]
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Бининда-Эмондс, ОР П (2004). Филогенетические супердеревья: объединение информации для раскрытия древа жизни . Спрингер. ISBN 978-1-4020-2328-6 .
- Бининда-Эмондс, ORP; Гиттлман, Дж.Л.; Сталь, Массачусетс (2002). «(Супер)Древо жизни: процедуры, проблемы и перспективы». Ежегодный обзор экологии и систематики . 33 : 265–289. doi : 10.1146/annurev.ecolsys.33.010802.150511 . JSTOR 3069263 .
Ссылки
[ редактировать ]- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Бансал, М.; Берли, Дж.; Эйленштейн, О.; Фернандес-Бака, Д. (2010). «Супердеревья Робинсона-Фулдса» . Алгоритмы молекулярной биологии . 5:18 . дои : 10.1186/1748-7188-5-18 . ПМЦ 2846952 . ПМИД 20181274 .
- ^ «Супердерево: Введение» . genome.cs.iastate.edu.
- ^ Гордон, А. (1986). «Консенсусные супердеревья: синтез корневых деревьев, содержащих перекрывающиеся наборы помеченных листьев». Журнал классификации . 3 (2): 335–348. дои : 10.1007/BF01894195 . S2CID 122146129 .
- ^ Марк А. Рэган (1992). «Филогенетический вывод на основе матричного представления деревьев». Молекулярная филогенетика и эволюция . 1 (1): 53–58. дои : 10.1016/1055-7903(92)90035-Ф . ISSN 1055-7903 . ПМИД 1342924 .
- ^ Ранвез, Винсент; Крискуоло, Алексис; Дузери, Эммануэль Дж. П. (15 июня 2010 г.). «Супертриплеты: основанный на триплетах подход к филогеномике» . Биоинформатика . 26 (12): i115–i123. doi : 10.1093/биоинформатика/btq196 . ISSN 1367-4811 . ПМЦ 2881381 . ПМИД 20529895 .
- ^ Аканни, Васиу А.; Криви, Кристофер Дж.; Уилкинсон, Марк; Пизани, Давиде (12 июня 2014 г.). «LUSt: инструмент для аппроксимированной реконструкции супердерева максимального правдоподобия» . БМК Биоинформатика . 15 (1): 183. дои : 10.1186/1471-2105-15-183 . ISSN 1471-2105 . ПМЦ 4073192 . ПМИД 24925766 .
- ^ Семпл, К. (2000). «Метод супердерева для корневых деревьев» . Дискретная прикладная математика . 105 (1–3): 147–158. CiteSeerX 10.1.1.24.6784 . дои : 10.1016/S0166-218X(00)00202-X .
- ^ Криви, CJ; Макинерни, Дж.О. (1 февраля 2005 г.). «Кланн: исследование филогенетической информации посредством анализа супердеревьев» . Биоинформатика . 21 (3): 390–392. doi : 10.1093/биоинформатика/bti020 . ISSN 1367-4803 . ПМИД 15374874 .
- ^ Криви, CJ; Макинерни, Дж. О. (1 января 2009 г.). «Деревья из деревьев: построение филогенетических супердеревьев с использованием Clann» (PDF) . В Посаде, Дэвид (ред.). Биоинформатика для анализа последовательностей ДНК . Методы молекулярной биологии. Том. 537. Хумана Пресс. стр. 139–161. дои : 10.1007/978-1-59745-251-9_7 . ISBN 978-1-58829-910-9 . ПМИД 19378143 .
- ^ Дэвис, Т.; Барракло, Т.; Чейз, М .; Солтис, П .; Солтис, Д .; Саволайнен, В. (2004). «Отвратительная загадка Дарвина: выводы из супердерева покрытосеменных» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (7): 1904–1909. Бибкод : 2004PNAS..101.1904D . дои : 10.1073/pnas.0308127100 . ПМК 357025 . ПМИД 14766971 .
- ^ Пизани, Д.; Коттон, Дж.; Макинерни, Дж. (2007). «Супердеревья раскрывают химерическое происхождение геномов эукариот» . Молекулярная биология и эволюция . 24 (8): 1752–1760. дои : 10.1093/molbev/msm095 . ПМИД 17504772 .
- ^ Бининда-Эмондс, О.; Кардилло, М.; Джонс, К.; Макфи, Р.; Бек, Р.; Гренье, Р.; Прайс, С.; Вос, Р.; Гиттлман, Дж.; Первис, А. (2007). «Замедленный рост современных млекопитающих». Природа . 446 (7135): 507–512. Бибкод : 2007Natur.446..507B . дои : 10.1038/nature05634 . ПМИД 17392779 . S2CID 4314965 .
- ^ Дэвис, Т.; Фриц, С.; Гренье, Р.; Орм, К.; Билби, Дж.; Бининда-Эмондс, О.; Кардилло, М.; Джонс, К.; Гиттлман, Дж.; Мейс, генеральный менеджер; Первис, А. (2008). «Филогенетические деревья и будущее биоразнообразия млекопитающих» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 Приложение 1 (Дополнение_1): 11556–11563. Бибкод : 2008PNAS..10511556D . дои : 10.1073/pnas.0801917105 . ПМК 2556418 . ПМИД 18695230 .
- ^ Уэбб, Колорадо; Акерли, Д.Д.; МакПик, Массачусетс; Донохью, MJ (2002). «Филогения и экология сообществ». Ежегодный обзор экологии и систематики . 33 : 475–505. doi : 10.1146/annurev.ecolsys.33.010802.150448 . S2CID 535590 .
| Соответствующие поля | ||
|---|---|---|
| Основные понятия | ||
| Методы вывода | ||
| Текущие темы | ||
| Групповые черты | ||
| Типы групп | ||
| Номенклатура | ||
