进化树怎么画 进化树

什么是进化树进化树,英文Evolutionary Trees 。在生物学中,用来表示物种之间的进化关系,又称“系统树”、“系谱树” 。生物分类学家和进化论者根据各类生物间的亲缘关系的远近,把各类生物安置在有分枝的树状的图表上,简明地表示生物的进化历程和亲缘关系 。在进化树上每个叶子结点代表一个物种,如果每一条边都被赋予一个适当的权值,那么两个叶子结点之间的最短距离就可以表示相应的两个物种之间的差异程度 。从进化树中还可看出:生物进化有一个规律,都是从水生到陆生,从低等到高等,从简单到复杂 。
进化树构建背景资料 进化树(evolutionary tree)又名系统树(phylogenetie tree)进化树,用来表示物种间亲缘关系远近的树状结构图 。在进化树中,各个分类单元(物种)依据进化关系的远近,被安放在树状图表上的不同位置 。所以,进化树简单地表示生物的进化历程和亲缘关系 。已发展成为多学科(包括生命科学中的进化论、遗传学、分类学、分子生物学、生物化学、生物物理学和生态学,又包括数学中的概率统计、图论、计算机科学和群论)交叉形成的一个边缘领域 。
生物进化的总趋势 有以下几类
一般来说,进化树是一个二叉树 。它由很多的分支和节点构成 。根据位置的不同,进化树的节点分为外部节点和内部节点,外部节点就是我们要进行分类的分类单元(物种)。而物种之间的进化关系则用节点之间的连线表示 。内部节点表示进化事件发生的地方,或表示分类单元进化的祖先 。在同一个进化树中,分类单元的选择应当标准一致 。进化树上不同节点之间的连线称为分支,其中有一端与叶子节点相连的分支称为外枝,不与叶子节点相连的分支称为内枝 。
进化树一般有两种:有根树和无根树 。
拓扑结构
分子进化树(以分子数据为依据构建的进化树)不仅精确地反映物种间或群体间在进化过程中发生的极微细的遗传变异(小至一个氨基酸或一个核昔酸差异),而且借助化石提供的大分子类群的分化年代能定量地估计出物种间或群体间的分化年代,这对进化论的研究而言无疑是一场革命 。
序列比较是生物信息学中最频繁也是最有价值的工作 。要知道一个序列(结构)与另一个序列(结构)或者与一批序列(结构)之间的差异,唯一的途径就是序列(结构)的比较分析 。序列水平上的比较反映的是字符串之间的差异,能够发现碱基序列或者氨基酸序列的保守模式 。
构建进化树的方法包括两种:一类是序列类似性比较,主要是基于氨基酸相对突变率矩阵(常用PAM250)计算不同序列差异性积分作为它们的差异性量度(序列进化树);另一类在难以通过序列比较构建序列进化树的情况下,通过蛋白质结构比较包括刚体结构叠合和多结构特征比较等方法建立结构进化
三种主要的建树方法分别是距离法( distance method )、最大节约法( maximum parsimony , MP )和最大似然法( maximum likelihood , ML ) 。
同源性( homology )是比较生物学中的一个中心概念 。同源,最基本的意义就是具有共同祖先 。一般来说,如果两个物种中有两个性状满足一下两个条件中的任意一个,就可以称这两个性状为一对同源状 。
在分子进化研究中,同源性一般是指两个核酸分子的核苷酸序列或者两种蛋白质的氨基酸序列质检的相似程度 。序列分析是最终测定同源性程度的方法 。
有多种文件格式旨在存储系统发育树以及与节点和分支相关的数据 。三种常用的格式是 Newick2 、NEXUS (Maddison et al. 1997)和 Phylip (Joseph Felsenstein 1989) 。某些格式( 例如 NHX)是从 Newick 格式扩展而来的 。进化生物学中的大多数软件都支持 Newick 和 NEXUS 格式作为输入,而一些软件工具通过引入用于存储进化推理的新规则/数据块来输出更新的标准文件( 例如,BEAST和MrBayes) 。在其他情况下( 例如,PAML和r8s),输出的日志文件只能被自己的单个软件识别 。
树文件一般是nwk格式(Newick),输出bootstrap值,是按括号冒号等格式来存储信息的 。所以名称最好不要带有中英文括号、冒号等信息,否则发生意想不到的错误 。Newick 树格式是以计算机可读形式表示树的标准 。
上图所示的有根树可以由以下字符序列表示为 Newick 树文本 。
树文本以分号结尾 。内部节点由一对匹配的括号表示 。括号之间是该节点的后代节点 。例如 (t2:0.04,t1:0.34) 表示 t2 和 t1 的父节点,它们是直接后代 。兄弟节点用逗号分隔,提示由它们的名称表示 。分支长度(从父节点到子节点)由子节点后面的实数表示,前面是冒号 。与内部节点或分支相关联的单一数据(例如,引导值)可以编码为节点标签并由冒号前的简单文本/数字表示 。

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