Superdrzewo - Supertree

Superdrzewo jest pojedynczym drzewo filogenetyczne zbudowane z połączenia mniejszych drzewa filogenetycznego, które mogą być montowane przy użyciu różnych zestawów danych (np morfologiczne i cząsteczkowy) lub inny wybór grup taksonomicznych. Algorytmy Supertree mogą wyróżnić obszary, w których dodatkowe dane najskuteczniej rozwiązałyby wszelkie niejasności. Drzewa wejściowe superdrzewa powinny zachowywać się jak próbki z większego drzewa.

Metody budowy

Budowa superdrzewa skaluje się wykładniczo z wliczoną liczbą podatków; dlatego dla drzewa o jakiejkolwiek rozsądnej wielkości nie jest możliwe zbadanie każdego możliwego superdrzewa i zważenie jego sukcesu przy łączeniu informacji wejściowych. Metody heurystyczne są zatem niezbędne, chociaż metody te mogą być zawodne; wyodrębniony wynik jest często obciążony lub pod wpływem nieistotnych cech danych wejściowych.

Najbardziej znaną metodą konstruowania superdrzewa jest reprezentacja macierzy z oszczędnością (MRP), w której drzewa źródłowe wejściowe są reprezentowane przez macierze z 0, 1 i ?s (tj. każda krawędź w każdym drzewie źródłowym definiuje dwudzielną partycję zestawu liści na dwie rozłączne części, a liście po jednej stronie otrzymują 0, liście po drugiej stronie otrzymują 1, a brakujące liście otrzymują ?), a macierze są łączone, a następnie analizowane za pomocą heurystyki dla maksymalnej oszczędności. Inne podejście do konstrukcji superdrzewa obejmuje wersję MRP o maksymalnej wiarogodności zwaną „MRL” (reprezentacja macierzowa z wiarogodnością), która analizuje tę samą macierz MRP, ale używa heurystyki dla maksymalnej wiarygodności zamiast maksymalnej oszczędności do skonstruowania superdrzewa.

Odległość Robinsona-Fouldsa jest najpopularniejszym z wielu sposobów mierzenia podobieństwa superdrzewa do drzew wejściowych. Jest to metryka liczby kladów z drzew wejściowych, które są zachowywane w superdrzewie. Metody optymalizacji Robinsona-Fouldsa wyszukują superdrzewo, które minimalizuje całkowite (zsumowane) różnice Robinsona-Fouldsa między (binarnym) superdrzewem a każdym drzewem wejściowym.

Niedawną innowacją była konstrukcja superdrzew o maksymalnym prawdopodobieństwie i zastosowanie oceny wiarygodności opartej na „drzewie wejściowym” do przeprowadzenia testów dwóch superdrzewa.

Dodatkowe metody obejmują podejście Min Cut Supertree, Most Similar Supertree Analysis (MSSA), Distance Fit (DFIT) i Quartet Fit (QFIT), zaimplementowane w oprogramowaniu CLANN.

Podanie

Superdrzewa zostały zastosowane do wytworzenia filogenezy wielu grup, zwłaszcza okrytozalążkowych , eukariotycznych i ssaków. Zostały one również zastosowane do problemów o większej skali, takich jak pochodzenie różnorodności, podatność na wyginięcie i ewolucyjne modele struktury ekologicznej.

Dalsza lektura

  • Bininda-Emonds, OR P (2004). Superdrzewa filogenetyczne: łączenie informacji w celu odkrycia drzewa życia . Numer ISBN 978-1-4020-2328-6.
  • Bininda-Emonds, ORP; Gittleman, JL; Stal, mgr (2002). „(Super)drzewo życia: procedury, problemy i perspektywy”. Roczny Przegląd Ekologii i Systematyki . 33 : 265-289. doi : 10.1146/annurev.ecolsys.33.010802.150511 . JSTOR  3069263 .

Bibliografia