Hvordan man bygger et fylogenetisk træ:En praktisk vejledning til evolutionær analyse

Af Allia Nelson – Opdateret 30. august 2022

Et fylogenetisk træ kortlægger visuelt de evolutionære veje, der forbinder organismer med deres fælles forfædre. Mens morfologi engang styrede disse diagrammer, er moderne træer afhængige af DNA-sekvenssammenligninger, hvilket giver et præcist, datadrevet billede af slægtskab.

Trin 1 – Vælg en modelorganisme

Vælg en art, race eller repræsentativ nukleotidsekvens, der vil tjene som referencepunkt for træet. For eksempel kan en ko (Bos taurus) bruges til at udforske, hvor tæt beslægtede andre pattedyr er baseret på genetiske markører.

Trin 2 – Definer en udgruppe

En udgruppe er en fjernt beslægtet organisme, der forankrer træet og giver en basislinje til at rodfæste de evolutionære grene. Hvis modellen er en ko, kan en passende udgruppe være en fisk såsom Danio rerio . Jo længere udgruppen er fra modellen, jo lavere er forgreningspunktet på træet, hvilket repræsenterer en ældre divergens.

Trin 3 – Vælg sammenlignende egenskaber

Vælg et sæt træk eller DNA-motiver, der adskiller organismerne. Træk kan være fænotypiske – har fire ben , føder levende , vokser hår - eller genotypisk, såsom tilstedeværelsen af en specifik nukleotidsekvens (f.eks. ATGGACACGGA ). Disse tegn bliver kriterierne for at opdele grene.

Trin 4 – Konstruer filialer

Gruppe organismer, der deler hver egenskab. For karakteren har fire ben , danner køer, får og hjorte én gren, mens fisk forgrener sig hver for sig. Visuelt skal du placere kobilledet i det øverste hjørne, fisken i det modsatte hjørne, og tegne en V-formet linje ned til bunden af ​​plakaten. Fortsæt med at tilføje egenskaber og forgrening, indtil hver organisme optager en unik kvist.

Trin 5 – Forfin og valider

Gentag adskillelsesprocessen med yderligere egenskaber (f.eks. har uld , har en fluffy hale ) for at øge opløsningen. Hvert nyt træk skaber en ny knude, der bringer træet tættere på en realistisk repræsentation af evolutionære forhold. Statistisk support, såsom bootstrap-værdier, kan tilføjes ved hjælp af software som MEGA eller PAUP* for at kvantificere tilliden til hver gren.

Ting påkrævet

• Datasæt (nukleotidsekvenser, organismebilleder)
• Plakatboard eller digitalt lærred
• Lim eller digitale annoteringsværktøjer
• Pen- eller tegnesoftware
• Computer med fylogenetisk software (valgfrit for avancerede analyser)

TL;DR (for lang; læste ikke)

Vælg et sæt af organismer eller sekvenser, definer karakteristiske træk eller motiver, og opdel dem iterativt i grene for at afsløre evolutionære forhold.

Advarsel

Fylogenetisk placering er genstand for debat og kræver robust støtte. Matematiske modeller og statistiske test er afgørende for at påvise sandsynligheden for evolutionære ændringer. Selv med genetiske data er der stadig usikkerhed, så træer bør fortolkes som hypoteser snarere end endelige beviser.