进化树怎么画进化树( 二 )

用于展示具有亲缘关系的物种/基因之间的种系发生（phylogeny）历史的树状图（dendrogram），就是系统发育树（phylogenetic tree），俗称进化树。我们很容易可以从一棵树上看到哪个物种跟哪个物种更相似，可是当我们真正要用一段话去描述这棵树的时候，往往有点不知所措。这里，我将介绍一下系统发育树是怎么看的。
首先来学习一下系统发育树的基本结构。故名思意，系统发育树具有与树类似的结构：
1. 根 (Root)
所有分支的共同祖先叫做根。根据有无根可分为：
2. 进化支 (Branch)
从根开始生长，每次分出两条枝也叫分支，指两种及以上的生物或序列组成的进化关系。
可以利用这个来看同源。比如，下图中人基因1与人基因2可能是旁系同源基因，而人基因1与鼠基因1可能是直系同源基因。
3. 结点 (Node)
枝生长到一定程度后，再次分枝的地方称为内节点（internal node）。每个结点代表一个分类单元，物种上可以是属，种群等，基因上可以是基因家族，同源物等。
4. 叶节点（leaf）
树的最末端称为叶节点（leaf），有时候也叫tip 。
5. 进化枝（clade）
包含多个叶节点的分支称为进化枝（clade）。
以上是树的基本结构。如果只有这些结构，还不能称其为系统发育树，只能说是一个树状图。只有当我们赋予该树状图以生物学意义的时候，才能称为系统发育树：
除了以上基础结构，有的系统发育树还包含以下内容：
1. Bootstrap检验
对于进化树评估一般会使用 Bootstrap 进行检验。
Bootstrap检验，自举法检验，也叫自展，自助法。其实就是放回式抽样统计法的一种，通过对数据集多次重复取样，构建多个进化树，用来检查给定树的分枝可信度。
2. 重复取样值
那么重复取样的次数会在建树时设置，现在一般文章要求Bootstrap 取样值 1000 。
3. Bootstrap value 阈值
虽然根据严格的统计学概念，自展值需要要大于95%才较为可信。
然而在实际应用中，我们一般认为结点的 Bootstrap value70，这个分支就是可靠的。特别是微生物等相似度比较大的分类中，一般大于50%就认为可信（小于50%不会显示）。
4. Bootstrap value 与分支
如果低 Bootstrap value 更靠近分支末端，代表相似度太高而很难区分
如果低 Bootstrap value 更靠近根，代表相似度太低
一个单系群（monophyletic group)包括所有的拥有一个共同祖先的物种。在系统发生树上，单系统组包括一个节点和该节点的所有后代，由节点和末端分类单元表示。因此，一个单系群也可以看作是一个进化枝。
图中节点1和物种B、C组成一个单系群，节点2和物种A、B、C也可以组成一个单系群，所以单系群之间可以有包含关系，对一个单系群的确定却决于节点的选择。
类似于单系群，并系群（Paraphyletic Groups）也是一组包含了共同祖先的物种，不同的是并系群并不一定包含这个共同祖先的所有后代。
图中节点2和物种A、B组成的并系群，可以看作是上一张图中深蓝色标注的单系群去掉物种C 。
多系群（Polyphyletic Groups）指的是一组由不同祖先进化而来的物种
由于基因测序的出现，许多从前的并系群和多系群被拆散并重新定义为单系群，但在结构（解剖，形态和/或发育），生活史和/或生态环境分类中并系群和多系群的存在还是有其意义的。
1.为什么有的叶节点是物种，有的是基因？
2.有根树和无根树
根据是否指定了根节点，系统发育树可以分为有根树和无根树。
无根树和有根树图示如下图。
有根树根的选择应有所讲究，一般选择所研究的材料（根以下的全部材料）的最近的共同近缘种作为外群。
3. 物种树和基因树长得很像，两者有什么联系和区别？
测序技术发明以前，我们常常用生物的性状来推测物种树。测序技术发明之后，我们常常用基因序列来推测物种树。因为基因和物种往往是共同演化的，所以往往有相同的演化模式，因此可以用基因树来推测物种树。然而由于存在基因缺失、基因水平转移、基因重复等现象，并不是所有基因树都与物种树一致的。如下图，A物种最初丢失了红色的基因，后来又从B物种的祖先中得到了这个基因，导致红色的基因树与物种树不一致。
参考：
一文读懂进化树（图文详解）系统发育进化树 (Phylogenetic tree)：** 一般也叫系统进化树，进化树。它可以利用树状分支图形来表示各物种或基因间的亲缘关系。

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