第六章系統(tǒng)發(fā)生分析-預覽頁
【正文】 Hennig (19131976) 系統(tǒng)發(fā)生學（分支學）創(chuàng)始人 ? 經典系統(tǒng)發(fā)生學 主要是物理或表型特征 如生物體的大小、顏色、觸角個數(shù) ? 現(xiàn)代系統(tǒng)發(fā)生學 利用從遺傳物質中提取的信息作為物種特征 具體地說就是核酸序列或蛋白質分子 關于現(xiàn)代人起源的研究 : 線粒體 DNA —— 所有現(xiàn)代人都是一個非洲女性的后代 分類單元 （物種或序列） 物種之間的進化關系 系統(tǒng)發(fā)生樹性質： （ 1）如果是一棵有根樹，則樹根代表在進化歷史上是最早的、并且與其它所有分類單元都有聯(lián)系的分類單元； （ 2）如果找不到可以作為樹根的單元，則系統(tǒng)發(fā)生樹是無根樹； （ 3）從根節(jié)點出發(fā)到任何一個節(jié)點的路徑指明進化時間或者進化距離。 （ 1）窮盡搜索方法 即產生所有可能的樹，然后根據(jù)評價標準選擇一棵最優(yōu)的樹。 10條核酸序列的距離矩陣 例，如果有三個物種，其兩兩距離如下： dab = dac = dbc = 通過求解方程，得到 如圖 。權值 Wij一般為 1，或 Wij =1/ Dij2 ? ?? ??? ni ijijijij dDWTSSQ12)()(連鎖聚類方法 ?選擇距離最小的一對序列 ?將這兩個序列合二為一，形成一個新的對象（代表這兩個序列的祖先） ?重新計算這個新的對象與其它序列的距離。 ? 在非加權分組平均法中，在計算新分類到其它分類之間的平均距離時按照各分類中分類單元的數(shù)目進行加權處理。在樹中增加一個父節(jié)點，并在距離矩陣中加入新的分類，同時刪除原來的兩個分類。 圖 利用鄰近歸并算法構造的系統(tǒng)發(fā)生樹 圖 利用鄰近歸并算法構造的系統(tǒng)發(fā)生樹 第三節(jié) 基于特征的系統(tǒng)發(fā)生樹構建方法 ?一般問題： – 給定 n個物種 – m個用以描述物種的特征 – 每個物種所對應的特征值 ?構建一棵系統(tǒng)發(fā)生樹，使得某個目標函數(shù)最大。 所謂簡約就是使代價最小。 對于一棵系統(tǒng)發(fā)生樹 T 假設樹中的節(jié)點用 V(T)表示 ， 樹的邊用 E(T)， 以 uj、 vj分別表示節(jié)點 u和 v的第 j個特征 ， 則樹 T的代價為： ????)(),(}|{)(TEvujj uvjTS單特征 Fitch算法： 首先對于每個待分析的物種，分配一個葉節(jié)點 v， 其值 vc取對應物種的特征值。 （ 2）給定集合 Sv， 為每個內部節(jié)點 v的特征 c賦予值 vc。 最大似然法 最大似然法目標是尋找能夠以較高概率產生觀察數(shù)據(jù)的系統(tǒng)發(fā)生樹。 令 S代表一組分類單元 T是關于 S的系統(tǒng)發(fā)生樹 如果在解釋葉節(jié)點中分類單元的特征數(shù)據(jù)時，只需要沿 T的一條邊變化，則稱該特征與系統(tǒng)發(fā)生樹 T是相容的。然后分別利用聚類方法和拓撲學方法建立系統(tǒng)發(fā)生樹。
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