Dieser Beitrag hat zwei Motivationen. Erstens kann es als zukünftiger Bezugspunkt dienen, wenn ich Baumtypen erneut erwähnen muss, und natürlich kann es über die Suchmaschine von jedem gefunden werden, der dieses Zeug nachschlagen muss. Die zweite ist meine jüngste Beobachtung, dass einige „evolutionäre“ Systematiker die Tendenz haben, alle phylogenetischen Bäume Cladogramme zu nennen, vielleicht verschmelzende Möglichkeiten, evolutionäre Beziehungen mit ihrer zweifelhaften Behauptung zu zeigen, dass Cladisten die Existenz von Vorfahren nicht akzeptieren., Ich möchte die Gelegenheit nutzen, um zu erklären, wie wir Bäume zeichnen können, was sie bedeuten und was ein Cladogramm wirklich ist.
Phylogenetische Bäume sind einfache nicht-zyklische Graphen Anschluss Terminals-oft Arten-zu zeigen, wie die Terminals zusammenhängen. In Speziesenbäumen sind die internen Internodien gemeinsame Vorfahren, und die Knoten, an denen sich Zweige treffen, sind Speziationsereignisse. In Genbäumen wären sie angestammte Allele bzw. Mutationsereignisse.
Vielleicht der älteste wirklich phylogenetische Baum wurde von Charles Darwin in seinem Notizbuch gezeichnet, das berühmte „Ich denke“ Diagramm., Aber es war in diesem Fall ein abstraktes Modell, das ihm helfen sollte, sich eine gemeinsame Abstammung vorzustellen, noch keine konkrete Hypothese über bestimmte Organismen.

Also wir haben einen Baum Anschlussklemmen. Ich werde weiter davon ausgehen, dass der Baum außerhalb der Gruppe verwurzelt ist, so dass er eine explizite Direktionalität hat: In den folgenden Beispielen zeigt der Pfeil der Zeit von links nach rechts. Es könnte anders sein., Alles, was folgt, würde genauso gut funktionieren, wenn die Bäume um 90 Grad gedreht würden und der Pfeil der Zeit von unten nach oben zeigte oder wenn der Baum kreisförmig wäre, wie im Fall von Darwins Skizze. Worum es in diesem Beitrag geht, ist einfach, was die Verzweigungslängen im Baumdiagramm bedeuten, wenn überhaupt.
Cladogramme

Die am wenigsten informative Art, einen phylogenetischen Baum darzustellen, ist ein Cladogramm. Alles, was es zeigt, ist, wie die Terminals als verwandt angesehen werden, sonst nichts., Die Verzweigungslängen sind bedeutungslos und können mit beliebiger Länge gezeichnet werden. Aber um zu zeigen, dass dies der Fall ist, zeichnen die Leute sie in der Praxis entweder gleich lang oder, wie im Fall meines Beispielbaums hier, als alle enden bündig. Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob es sich um ein Cladogramm handelt, kann es hilfreich sein, zu überprüfen, ob sich im Diagramm ein Skalenbalken befindet. Wenn nicht, ist es wahrscheinlich ein Cladogramm.

Der Autor kann sich jedoch weiterhin dafür entscheiden, Zecken auf die Cladogrammzweige zu setzen, um zu veranschaulichen, wo Charakteränderungen stattgefunden haben., In diesem Fall haben Sie dieselben Informationen wie das Phylogramm (siehe unten), jedoch ohne aussagekräftige Verzweigungslängen, sodass es sich immer noch um eine Cladogrammansicht des Baums handelt.
Wenn sie so uninformativ sind, warum werden dann überhaupt Cladogramme verwendet? Soweit ich das beurteilen kann, hat es in der heutigen Praxis nichts mit der vermeintlichen dogmatischen Ablehnung der Vorfahren durch die Cladisten zu tun. Cladogram-Ansichten werden pragmatisch in phylogenetischen Publikationen verwendet, wenn das Anzeigen echter Verzweigungslängen zu einem sehr unordentlichen und verwirrend aussehenden Baum führen würde oder wenn es keine aussagekräftigen Verzweigungslängen gibt., Letzteres ist der Fall bei Konsensbäumen, die eine Reihe von ebenso sparsamen Bäumen oder die Ergebnisse von Bootstrapping oder Jackknifing zusammenfassen. Jeder der Bäume Sie sind der Konsens der Zweiglängen, aber der Konsensbaum selbst zeigt nur, in welchen Beziehungen sie sich einigen. Es hat keine gut definierten Verzweigungslängen für sich.
Phylogramme

Ein Phylogramm ist ein phylogenetischer Baum, dessen Verzweigungslängen proportional dazu sind, wie viele Zeichenänderungen entlang der Zweige abgeleitet wurden., Wenn der Baum, den Sie betrachten, Zweige hat, die nicht bündig enden, und einen Skalenbalken, haben Sie es höchstwahrscheinlich mit einem Phylogramm zu tun.
Wenn der Zweig Länge ein Vielfaches der eins, es ist die meisten parsimonious davon ausgehen, dass die Baum-ist das Ergebnis von Sparsamkeit Analyse. Eine Länge von eins bedeutet dann, dass ein Zeichenwechsel entlang des Zweigs stattgefunden hat, zwei bedeutet zwei und so weiter. Wenn die Verzweigungslängen winzige Bruchteile von eins in der Größenordnung von 0,004 sind, ist der Baum höchstwahrscheinlich das Ergebnis einer Wahrscheinlichkeits-oder Bayes-Analyse. Die Länge bedeutet dann, welcher Bruchteil der Zeichen sich entlang des Zweigs geändert hat., Ich habe keine Ahnung, warum Parsimonie und modellbasierte Phylogenien so unterschiedliche Konventionen haben, aber wenn Sie sie direkt vergleichbar machen möchten, müssen Sie lediglich alle Verzweigungslängen im Wahrscheinlichkeitsbaum mit der Anzahl der Zeichen in der ursprünglichen Datenmatrix multiplizieren.
Beachten Sie, dass in einer Phylogrammansicht ein Zweig mit einer Länge von Null angibt, dass der gemeinsame Vorfahr unter diesem Zweig rekonstruiert wurde, um dieselben Zeichen wie der Nachkomme am Ende des Zweigs zu haben., In meinem Beispielbaum wäre der gemeinsame Vorfahr von Planta arvensis und Planta vulgaris durch den in der Analyse verwendeten Zeichensatz nicht von Planta arvensis zu unterscheiden gewesen. Einem „evolutionären“ Systematiker steht es nun frei, einen „dieser Schimpanse da drüben ist mein Vorfahr“ zu ziehen und Planta arvensis als Vorfahr von Planta vulgaris zu betrachten. Ich halte das nicht für sinnvoll, aber der Punkt ist, dass dies eine Frage der Ansätze zur Klassifizierung ist. Es geht nicht darum, dass phylogenetische Bäume oder cladistische Analysen als solche diese Interpretation nicht zulassen.,
Chronogramme

Ein Chronogramm ist ein phylogenetischer Baum, dessen Verzweigungslängen proportional zur Zeit sind. Wenn der Baum, den Sie betrachten, ultrametrisch ist, dh alle Zweige bündig enden und einen Skalenbalken in voller Länge haben, haben Sie es möglicherweise mit einem Chronogramm zu tun. Wenn sich der Skalenbalken in Einheiten von „Myr“ oder ähnlichem befindet und in der Gegenwart mit Null beginnt, haben Sie es definitiv mit einem Chronogramm zu tun.,
Einige Chronogramme sind möglicherweise nicht ultrametrisch, da sie ausgestorbene Arten enthalten, aber die Art der ausgefallenen Analyse, die diese Art von Bäumen erzeugt, wird immer noch selten verwendet, nicht zuletzt, weil viele Gruppen ohnehin keine anständigen Fossilien zur Verfügung haben.
Phenogramme
Ein anderer Begriff, auf den Sie stoßen können, ist Phenogramm, aber hier geht es nicht um die Bedeutung von Verzweigungslängen. Viele Systematiker betrachten Clustering nach Ähnlichkeit nicht als eine echte phylogenetische Logik, während andere anderer Meinung sind und es einfach als ein anderes Werkzeug in der phylogenetischen Toolbox betrachten., Die ersteren verwenden dementsprechend Phenogramm, um die Ergebnisse von distanzbasierten, Clustering, phenetischen Analysen von den phylogenetischen Bäumen zu unterscheiden, die sich aus dem ergeben, was sie als tatsächliche phylogenetische Analysen betrachten. In ähnlicher Weise würde man dann eine Gruppe in einem Phenogramm als Cluster im Gegensatz zu clade bezeichnen, wobei das letztere Wort für phylogenetische Bäume reserviert wird.
Keine Pflanzen wurden bei der Herstellung dieses Beitrags geschädigt. FigTree wurde verwendet, um die Beispielbäume zu produzieren.