第六章系統(tǒng)發(fā)生分析-在線瀏覽
2024-09-11 13:25本頁(yè)面
【正文】 phylogeic tree） ——表示形式，描述物種之間進(jìn)化關(guān)系 Willi Hennig (19131976) 系統(tǒng)發(fā)生學(xué)（分支學(xué)）創(chuàng)始人 ? 經(jīng)典系統(tǒng)發(fā)生學(xué) 主要是物理或表型特征 如生物體的大小、顏色、觸角個(gè)數(shù) ? 現(xiàn)代系統(tǒng)發(fā)生學(xué) 利用從遺傳物質(zhì)中提取的信息作為物種特征 具體地說(shuō)就是核酸序列或蛋白質(zhì)分子 關(guān)于現(xiàn)代人起源的研究 : 線粒體 DNA —— 所有現(xiàn)代人都是一個(gè)非洲女性的后代 分類單元 （物種或序列） 物種之間的進(jìn)化關(guān)系 系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)性質(zhì)： （ 1）如果是一棵有根樹(shù)，則樹(shù)根代表在進(jìn)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(shù)根的單元，則系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)是無(wú)根樹(shù)； （ 3）從根節(jié)點(diǎn)出發(fā)到任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)的路徑指明進(jìn)化時(shí)間或者進(jìn)化距離。 ?對(duì)于給定的分類單元數(shù)，有很多棵可能的系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)，但是只有一棵樹(shù)是正確的。 （ 1）窮盡搜索方法 即產(chǎn)生所有可能的樹(shù)，然后根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選擇一棵最優(yōu)的樹(shù)。 （ 3）啟發(fā)式或經(jīng)驗(yàn)性方法 根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)或一定的指導(dǎo)性規(guī)則壓縮搜索空間，提高計(jì)算速度。 10條核酸序列的距離矩陣 例，如果有三個(gè)物種，其兩兩距離如下： dab = dac = dbc = 通過(guò)求解方程，得到 如圖 。通過(guò)優(yōu)化，使下式最小化： 這里， Dij為物種 i和 j的實(shí)際觀察距離（或序列之間的計(jì)算距離）， dij是物種 i和 j在系統(tǒng)發(fā)生樹(shù) T 中的距離， Wij是與物種 i和 j相關(guān)的權(quán)值。權(quán)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(duì)序列 ?將這兩個(gè)序列合二為一，形成一個(gè)新的對(duì)象（代表這兩個(gè)序列的祖先） ?重新計(jì)算這個(gè)新的對(duì)象與其它序列的距離。 非加權(quán)分組平均法 （ Unweighted Pair Group Method with Arithmetic mean, UPGMA） ? 在平均連鎖聚類過(guò)程中，一個(gè)新類到其它類之間的距離就是簡(jiǎn)單的原距離平均值 。 ? 在非加權(quán)分組平均法中，在計(jì)算新分類到其它分類之間的平均距離時(shí)按照各分類中分類單元的數(shù)目進(jìn)行加權(quán)處理。 kjji jkiji ikij Dnn nDnn nD ,),( )()( ????鄰近歸并法 基本思想： 在進(jìn)行類的合并時(shí)，不僅要求待合并的類是相近的，同時(shí)還要求待合并的類遠(yuǎn)離其它的類。在樹(shù)中增加一個(gè)父節(jié)點(diǎn)，并在距離矩陣中加入新的分類，同時(shí)刪除原來(lái)的兩個(gè)分類。 在每一次的循環(huán)中 ， 在樹(shù)中尋找兩個(gè)物種的直接祖先 。 圖 利用鄰近歸并算法構(gòu)造的系統(tǒng)發(fā)生樹(shù) 圖 利用鄰近歸并算法構(gòu)造的系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)
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