多頭

クラドグラムB と C には、単一のノードから複数の枝が分岐する多分岐が含まれています。

系統樹の内部ノードは、 ( i )根付き木にあり、3つ以上の子サブツリーにリンクされているか、(ii) 根なし木にあり、4つ以上の枝に接続されている場合、多分岐または多重分岐として説明されます。[ ^1]^[2]多重分岐を含む木は、多分岐木として説明できます。

ソフトポリトミーとハードポリトミー

多分枝にはソフト多分枝とハード多分枝の2種類がある。^[3]^[4]

ソフト多分枝は系統発生情報が不十分なために生じる。系統は異なる時期に分岐しているが、一部の系統は他の系統よりも近縁であるが、利用可能なデータではこれを認識できないことを意味する。ほとんどの多分枝はソフトであり、より良いデータが利用可能であれば、典型的な二分枝の樹形に分解されるはずである。^[5]

対照的に、ハード多分岐は、 3 つ以上の系統の真の分岐イベントを表します。

アプリケーション

多分岐の解釈は、系統樹に表される個体によって異なります。

種の多分裂

系統樹の系統が種を表す場合、多分岐は3つ以上の種が同時に種分化していることを示します。^{[6]特定の状況では、例えば急速に生息範囲を拡大した種や高度に}汎分布的な種が異なる地域で周産期種分化を起こす場合など、多分岐は一般的である可能性があります。

一例として、ショウジョウバエのシミュランス種群が挙げられます。ここでは、祖先が2つの島に同時に、しかし独立して定着し、同じくらい古いが、異なる進化を遂げた2つの娘種を生み出したようです。

分子多分割

特定の遺伝子のDNA配列データから系統樹を再構築した場合、3つ以上のサンプル遺伝子が祖先生物の単一の遺伝子に祖先をたどるときにハードポリトミーが発生します。対照的に、ソフトポリトミーは、有限の時間的持続期間を持つ遺伝子樹上の枝から生じますが、置換は発生していません。^[7]

ハードポリトミーの認識

DNA 配列の進化は、通常、複雑な表現型特性の進化よりもはるかに速いため、祖先集団全体を考慮すると、実際の生物は変化していないのに、遺伝的系統が互いに短期間で分岐する可能性があります。集団内の個体が遺伝的に類似している場合はほとんどないため (特に系統の選別があまり進んでいない場合は)、個々の生物のゲノム全体を考慮すると、硬質多節性は実際にはまれであるか存在しない可能性がありますが、種全体を交配集団と見なすと、集団の遺伝子レベルではむしろ広範囲に広がっている可能性があります (種の概念も参照)。

「種分化または系統分岐イベントが同時に発生する」とは、世代で測定される進化の時間を指します。これは、新しい形質 (生殖細胞の点突然変異など) を継承できる唯一の手段だからです。実際には、ハードポリトミーとソフトポリトミーを区別する能力には限界があります。たとえば、100 万年あたり約 1% 変異する1 キロベースのDNA 配列を分析すると、同じ祖先から同じ 10 万年以内に分岐した系統は、どれが最初に分岐したかを確実に区別することはできません。

創始者効果と遺伝的浮動により、進化の速度が異なる場合があります。これにより、分子時計アルゴリズムが簡単に混乱し、ハードポリトミーが認識できなくなる可能性があります。

参照

参考文献

^ Hancock, John M.; Zvelebil, Marketa J. 編 (2004-07-15). Dictionary of Bioinformatics and Computational Biology . Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc. doi :10.1002/0471650129. ISBN 978-0-471-65012-6。
^ Drummond, Alexei J.; Bouckaert, Remco R. (2015). ベイズ進化分析とBEAST. ケンブリッジ: ケンブリッジ大学出版局. doi :10.1017/cbo9781139095112. ISBN 978-1-139-09511-2。
^ Purvis, A., T. Garland, Jr. 1993.連続形質の比較分析における多節性。Systematic Biology 42:569–575。
^ Slowinski, Joseph B. (2001-04-01). 「分子多節」.分子系統学と進化. 19 (1): 114–120. doi :10.1006/mpev.2000.0897. ISSN 1055-7903. PMID 11286496.
^ 「系統樹を読む:系統発生学的ピッチフォーク」カリフォルニア大学バークレー校。 2016年11月6日閲覧。
^ 「系統樹を読む:系統発生学的ピッチフォーク」。evolution.berkeley.edu 。 2020年3月27日閲覧。
^ Slowinski, Joseph B. (2001-04-01). 「分子多節」.分子系統学と進化. 19 (1): 114–120. doi :10.1006/mpev.2000.0897. ISSN 1055-7903. PMID 11286496.

外部リンク

http://biology.fullerton.edu/biol404/phylo/polytomyes.html

[1] Hancock, John M.; Zvelebil, Marketa J. 編 (2004-07-15). Dictionary of Bioinformatics and Computational Biology . Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc. doi :10.1002/0471650129. ISBN 978-0-471-65012-6。

[2] Drummond, Alexei J.; Bouckaert, Remco R. (2015). ベイズ進化分析とBEAST. ケンブリッジ: ケンブリッジ大学出版局. doi :10.1017/cbo9781139095112. ISBN 978-1-139-09511-2。

[3] Purvis, A., T. Garland, Jr. 1993.連続形質の比較分析における多節性。Systematic Biology 42:569–575。

[4] Slowinski, Joseph B. (2001-04-01). 「分子多節」.分子系統学と進化. 19 (1): 114–120. doi :10.1006/mpev.2000.0897. ISSN 1055-7903. PMID 11286496.

[Berkeley-5] 「系統樹を読む:系統発生学的ピッチフォーク」カリフォルニア大学バークレー校。 2016年11月6日閲覧。

[6] 「系統樹を読む:系統発生学的ピッチフォーク」。evolution.berkeley.edu 。 2020年3月27日閲覧。

[7] Slowinski, Joseph B. (2001-04-01). 「分子多節」.分子系統学と進化. 19 (1): 114–120. doi :10.1006/mpev.2000.0897. ISSN 1055-7903. PMID 11286496.