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Phylogenien verstehen: Agh! Es gibt eine Polytomie in meinen Daten!

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Verstanden!

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Im ersten Beitrag zum Verständnis von Phylogenien habe ich einige grundlegende phylogenetische Terminologie mit einer Schokoriegel-Phylogenie umrissen. Der Hauptpunkt war, dass das Layout (auch bekannt als Topologie) von Zweigen und Knoten veranschaulichte, wie Schokoriegel (auch bekannt als Taxa) aufgrund ihrer Merkmale (in diesem Fall Bonbonform oder -geschmack) miteinander verwandt waren. Möglicherweise haben Sie jedoch eine Reihe falscher Beziehungen bemerkt.

Zum Beispiel (Abbildung 3A):
• Sind York Peppermint Patties und Cherry Mash wirklich Schwester-Taxa, nur weil sie rund sind?
* Was verbindet die Erdnuss und Kokosnuss clades als Schwester Taxa?
* In der Erdnuss-Clade, ist Erdnussbutter (Reece’s Peanut Butter Cups) Schwester zu Erdnüssen (Zahltag) oder zu „Erdnussbutter-y“ Füllung (Butterfinger)?
• Was ist der gemeinsame Vorfahr zwischen „Drops“ und „Flat Bar“ Bonbons?

Die Antwort ist, dass einige der Beziehungen im ursprünglichen Baum keinen Sinn ergeben. Ich zwang die Taxa in einen vollständig verzweigten Baum (Abbildung 3A). Wir können jedoch Mehrdeutigkeit zeigen, indem wir den Baum nicht zwingen, sich zu verzweigen und Polytomien auf dem Baum zuzulassen (Abbildung 3B). Polytomien können entweder Unsicherheit in den Daten oder einen Mangel an Informationen darstellen. Die Unterscheidung, ob eine Polytomie Unsicherheit oder Informationsmangel darstellt, liegt beim Forscher und seinem Wissen über das System und die Daten. Sie können möglicherweise mehr Daten sammeln (ex-Extra-Taxa oder mehr Charaktereigenschaften), um den Baum aufzulösen. Einige Polytomien können jedoch nicht aufgelöst werden und spiegeln lediglich die Unsicherheit wider, die die Forscher bei ihren Analysen berücksichtigen müssen.

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Abbildung 3- Zwei Versionen der Schokoriegel-Phylogenie: vollständig gegabelt (A) und mit Polytomien (B).

Das Gewicht, das den Merkmalen gegeben wird, trägt zum Unterschied zwischen den Gabelungs- (Abbildung 3A) und Polytomiebäumen (Abbildung 3B) bei. Wenn Süßigkeiten Form betrachtet wurde (Abbildung 3A), Geschmack Gruppen Taxa in der Nähe der Spitzen, aber Form Gruppen clades näher an der Wurzel. Wenn jedoch die Form nicht berücksichtigt wurde, wurden Gruppierungen nur nach Geschmack vorgenommen, und es gab nicht genügend Daten, um den Baum in der Nähe der Wurzel vollständig zu verzweigen, da einige Kladen nicht mehrere Geschmacksprofile teilten.Während Polytomien frustrierend sein können, weil nicht alle Beziehungen zwischen Taxa beschrieben werden, sind sie ein sehr realer Teil des Aufbaus und der Interpretation von Phylogenien. Daher sind Polytomien auch ein wesentlicher Bestandteil der Interpretation evolutionärer Muster. (Sie können viele Polytomien über den Baum des Lebens auf dieser interaktiven Website sehen.)

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