系統樹

高等学校生物編集可能な6つの二値形質に基づく、4分類群の全探索フィッチ節約法

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この実験について

装飾的な類似性図ではなく、共有形質から系統樹の仮説を構築します。6つの二値形質を編集し、3つすべての無根四分岐系統樹の正確なコストを比較し、系統関係を変えずに表示される枝を回転させます。

学習目標

  • 共有形質の行列と系統樹の仮説を区別します。
  • 異なるトポロジーにおける形質変化の最小数を比較します。
  • 決着のつかない同点と、等価な枝の回転を認識します。

使い方

  1. 1初期行列を調べ、3つすべてのトポロジーのスコアを比較します。
  2. 21つの分類群の形質を切り替えて、どのトポロジーが最も節約的になるかを観察します。
  3. 3すべての差異を消去し、3通りのトポロジーが決着のつかない同点になることを確認します。
  4. 4内部のまとまりを選択して反転し、分類群とスコアが変わらないことを確認します。

モデル

各トポロジーについて、二値形質の変化数の合計が可能な限り最小になる値が算出されます。
根拠のない確実性を示唆しないよう、同点の結果はすべて保持されます。

前提条件

  • 分類群AからDの4つに、完全な二値形質が6つあります。形質の順序は関係なく、状態変化のコストはすべて同じです。
  • このモデルは、考えられる3種類すべての無根四分岐系統樹トポロジーにフィッチの集合の共通部分および和集合の規則を適用し、形質ごとの最小変化数を合計します。
  • 同じく最節約的なすべての系統樹が特定された状態で保持されます。比較用として、選択された系統樹よりコストの高い代替案を選ぶこともできます。
  • 描画では、表示上の便宜的な根と、同じ深さのレイアウトを使用します。根の方向、時間、枝長は推定しません。
  • 最節約法は簡略化された推論基準です。収斂、逆転、進化速度の違い、形質の符号化の不確実性により、歴史的な祖先関係が最も適切とされる仮説と異なる場合があります。

授業で試してみましょう

  1. Q1なぜ形質の行が同一でも、系統樹を一意に特定できないのですか?
  2. Q2なぜ内部グループを回転させても、系統樹の関係は変わらないのですか?

よくある質問

枝が長いほど古い、または他と異なるということですか?

いいえ。枝の長さと表示上の根は、この図の配置を整えるだけです。このモデルは、根のない系統関係と形質のコストを比較します。

最も有力な系統樹は祖先関係を証明しますか?

いいえ。これは、選択した形質とコストが等しいという前提のもとで変化が最も少ない仮説であり、追加の証拠によって異論が唱えられる可能性があります。