Phylogenetics

frá Wikipedia, ókeypis alfræðiorðabókinni
Fara í siglingar Fara í leit
lífsins tré

Phylogenetics ( endurnefnd ferðataska úr grísku φυλή, φῦλον phylé, phylon 'ættkvísl, ætt, fjölbreytni' og γενετικός genetikós 'uppruni') er sérgrein erfðafræðinnar og lífupplýsingatækni sem fjallar um rannsóknir á uppruna .

eignir

Phylogenetics notar nú á dögum reiknirit til að ákvarða hve mikið samband er milli mismunandi tegunda eða milli einstaklinga tegundar úr DNA röð sem áður voru ákvörðuð með DNA raðgreiningu . Þetta gerir það kleift að búa til fylogenetískt tré . Phylogenetics er meðal annars notað til að búa til flokkunarfræði . Reikniritin sem notuð eru fela í sér birtingarmynd , hámarks líkindameðferð (ML aðferð) og MCMC -byggð Bayesian ályktun . [1] [2] Áður en DNA raðgreining og tölvur voru þróaðar, var phylogenetics dregið af svipgerðum með því að nota fjarlægðar fylki ( erfðafræði ), [3] þó voru aðgreiningarviðmiðin stundum óljós þar sem svipgerðir - jafnvel skoðaðar á stuttum tíma tími - eru undir áhrifum og breytingum af mörgum öðrum þáttum. [4] [5]

saga

Lífsins tré eftir Heinrich Bronn

Á 14. öld þróaði franskiskan heimspekingur Wilhelm von Ockham lex parsimoniae meginregluna um uppruna. Árið 1763 var grunnvinna Pastors Thomas Bayes um Bayesian tölfræði birt. [6] Á 18. öld kynnti Pierre Simon Laplace , Marquis de Laplace, mynd af hámarks líkindaleið . Árið 1837 birti Charles Darwin þróunarkenninguna með framsetningu ættartrés . Greinarmun á samsvörun og líkingar var fyrst gert af Richard Owen árið 1843. Fálkalæknirinn Heinrich Georg Bronn birti fyrst útrýmingu og endurkomu tegunda í ættartrénu árið 1858. [7] Sama ár var þróunarkenningin útvíkkuð. [8] Hugtakið fylogeny var stofnað árið 1866 af Ernst Haeckel . [9] Í endurtekningarkenningu sinni setti hann fram tengsl milli fylógeníu og ontogeníu , sem er ekki lengur haldbær í dag. [10] [11] Árið 1893 var Dollos Law of Character State Irreversibility gefið út. [12]

Árið 1912 notaði Ronald Fisher hámarks líkur ( hámarks líkinda aðferð í sameindafylogeny ). Árið 1921 var nafnið Philogenetically myntað af Robert John Tillyard við flokkun hans. [13] Árið 1940 leiddi Lucien Cuénot hugtakið clade one. Frá 1946 Prasanta Chandra Mahalanobis , frá 1949 Maurice Quenouille og frá 1958 John Tukey tilgreindi hugmyndina um forverann.

Árið 1950 fylgdi fyrsta samantekt Willi Hennig , [14] árið 1966 ensku þýðinguna. [15] Árið 1952 þróaði William Wagner mismununaraðferðina . [16] Árið 1953 var hugtakið cladogenesis myntað . [17] Arthur Cain og Gordon Harrison notuðu hugtakið kladískur frá 1960 og áfram. [18] Frá árinu 1963 notuðu AWF Edwards og Cavalli-Sforza hámarks líkur í málvísindum. [19] Árið 1965 þróuðu JH Camin og Robert R. Sokal Camin-Sokal fáfræði og fyrsta tölvuforritið fyrir kladíska greiningu. [20] Sama ár var samhæfingaraðferð persóna samtímis þróuð af Edward Osborne Wilson og Camin og Sokal. [21] Árið 1966 voru hugtökin kladistics og kladogram myntin. Árið 1969 þróaði James Farris kraftmikla og samfellda þyngdaraukningu, [22] Wagner -nafnbót Kluge og Farris [23] og CI ( samræmi vísitölu ) birtust einnig. [23] sem og samhæfingu klíku greiningar W. Le Quesne. [24] Árið 1970 alhæfði Farris Wagner -níðinginn. [25] Árið 1971 birti Walter Fitch Parsimon Fitch [26] og David F. Robinson gaf út NNI ( næsta nágrannaskipti ), [27] á sama tíma og Moore o.fl. Árið 1971 ME ( lágmarksþróun ) eftir Kidd og Sgaramella-Zonta var gefin út. [28] Á næsta ári þróaði E. Adams samstöðu Adams. [29]

Fyrsta notkun hámarkslíkinda fyrir kjarnsýruröð var árið 1974 af J. Neyman. [30] Farris birti forskeyti fyrir raðir árið 1976. [31] Ári síðar þróaði hann með sér dúllusveitina. [32] Árið 1979 var Nelson samstaða gefin út af Gareth Nelson, [33] auk MAST (hámarks samkomulag undirtré) og GAS (mesti samningur undirtré) eftir A. Gordon [34] og stígvél eftir Bradley Efron. [35] Árið 1980 var PHYLIP gefinn út sem fyrsti hugbúnaðurinn fyrir fylogenetic greiningar eftir Joseph Felsenstein . Árið 1981, meirihlutasamstaða Margush og MacMorris, [36] ströng samstaða Sokal og Rohlf [37] og fyrsta skilvirka hámarks líkindareglurnar eftir Felsenstein. [38] Árið eftir, PHYSIS eftir Mikevich og Farris og grein og bundin. gefið út af Hendy og Penny [39] . Árið 1985 birti Diana Lipscomb fyrstu kladísku greininguna á heilkjörnungum byggt á arfgerð og svipgerð . [40] Sama ár var stígvélin fyrst notuð fyrir fylogenetic rannsóknir á Felsenstein, [41] sem og hnífhnífnum Scott Lanyon. [42] Árið 1987 var nálæg tenging aðferð eftir Saitou og Nei birt. [43] Árið eftir var Hennig86 þróað í útgáfu 1.5 af Farris. Árið 1989 voru RI ( varðveisluvísitalan ) og RCI ( endurstærð samræmi vísitala ) gefin út af Farris [44] og HER ( homoplasy over ratio ) eftir Archie. [45] Árið 1990 voru samhæfðir íhlutir (hálf strangir) samstaða Bremer [46] auk SPR ( prótun trjágræðslu og uppgræðsla ) og TBR ( trjáskurður og aftur tenging ) eftir Swofford og Olsen birtir. [47] Árið 1991 fylgdi DDI ( vísitölugildi gagnagrunns ) frá Goloboff. [48] [49] Árið 1993 birti Goloboff óbeina vogun. [50] Árið 1994 var Brot vísitalan gefin út. [51] Frá og með árinu 1994 þróaði minnkuð kladísk samstaða eftir Mark Wilkinson. [52] [53] Árið 1996 var fyrsta forritið sem byggt var á MCMC á Bayesian ályktun þróað sjálfstætt af Li, [54] Mau, [55] og Rannalla og Yang. [56] Árið 1998 var TNT ( Tree Analysis Using New Technology ) gefið út af Goloboff, Farris og Nixon. Árið 2003 var samhverfa endursýningin gefin út af Goloboff. [57]

Umsóknir

Þróun krabbameins

Frá þróun næstu kynslóðar raðgreiningar er einnig hægt að fylgjast með þróun krabbameinsfrumna á sameindastigi [58] . Eins og lýst er í aðalgreininni Krabbameinsmyndun , þá myndast æxli fyrst af stökkbreytingu í frumu. Við vissar aðstæður safnast frekari stökkbreytingar fyrir, fruman skiptist um óákveðinn tíma og takmarkar DNA viðgerð hennar enn frekar. Æxli þróast sem samanstendur af mismunandi frumuhópum sem hver um sig getur haft mismunandi stökkbreytingar. Þessi misleitni æxlisins er gríðarlega mikilvæg, sérstaklega fyrir meðferð krabbameinssjúklinga. Phylogenetic aðferðir [59] [60] gera það mögulegt að ákvarða ættartré fyrir æxli. Þetta sýnir hvaða stökkbreytingar eru til staðar í hvaða undirfjölgun æxlisins.

málvísindi

Cavalli-Sforza lýsti fyrst líkt milli fylgenetískra erfðaefna og þróunar tungumála frá frummálum . [61] [62] Aðferðir phylogenetics eru því einnig notaðar til að ákvarða uppruna tungumála. [63] Þetta leiddi meðal annars til þess að svokallað upprunalega heimili indóevrópsku tungumálafjölskyldunnar var staðsett í Anatólíu. [64] Í vísindum er þessi tilfærsla á beitingu phylogenetics í grundvallaratriðum umdeild, þar sem útbreiðsla tungumála fer ekki fram samkvæmt líffræðilega þróunar mynstri, heldur fylgir eigin reglum hennar. [65]

bókmenntir

Einstök sönnunargögn

  1. ^ Charles Semple: Phylogenetics. Oxford University Press, 2003, ISBN 0-19-850942-1 .
  2. ↑ David Penny: Ályktun fylkja. - Joseph Felsenstein. 2003. Sinauer Associates, Sunderland, Massachusetts. Í: Kerfisbundin líffræði . borði   53 , nr.   4 , 1. ágúst 2004, ISSN 1063-5157 , bls.   669–670 , doi : 10.1080 / 10635150490468530 ( oup.com [sótt 13. mars 2020]).
  3. ^ AWF Edwards, LL Cavalli-Sforza : Endurbygging þróunartrjáa (PDF) Í: Vernon Hilton Heywood, J. McNeill: Phenetic and Phylogenetic Classification . Kerfisfræðifélagið, 1964, bls. 67-76.
  4. ↑ Masatoshi Nei: Molecular Evolution and Phylogenetics. Oxford University Press, 2000, ISBN 0-19-513585-7 , bls.
  5. ^ EO Wiley: Phylogenetics. John Wiley & Sons, 2011, ISBN 978-1-118-01787-6 .
  6. ↑ T. Bayes: ritgerð um að leysa vandamál í kenningunni um tækifæri. Í: Phil. Trans. 53, 1763, bls. 370-418.
  7. ^ J. David Archibald: Pre-Darwinian Edward Hitchcock (1840) „lífsins tré“. Í: Journal of the History of Biology. 2009, bls. 568.
  8. ↑ Charles R. Darwin, AR Wallace: Um tilhneigingu tegunda til að mynda afbrigði; og um varðveislu afbrigða og tegunda með náttúrulegum úrræðum. Journal of the Proceedings of the Linnean Society of London. Í: Dýrafræði. 3. bindi, 1858, bls. 45-50.
  9. ^ Douglas Harper: Phylogeny . Í: Online Etymology Dictionary.
  10. ↑ Erich Blechschmidt: Upphaf mannlegs lífs . Springer-Verlag, 1977, bls. 32.
  11. ↑ Paul Ehrlich, Richard Holm, Dennis Parnell: Þróunarferlið . McGraw-Hill, New York 1963, bls. 66.
  12. ↑ Louis Dollo: Les lois de l'évolution. Í: Bull. Soc. Belge Géol. Paléont. Hydrol. 7. bindi, 1893, bls. 164-166.
  13. ^ Robert J. Tillyard: Ný flokkun á röð Perlaria. Í: Canadian Entomologist. 53. bindi, 1921, bls. 35-43.
  14. ↑ W. Hennig: Grundvallaratriði kenningar um fylógenetíska kerfisfræði. German Central Publishing House, Berlín 1950.
  15. ^ W. Hennig: Phylogenetic systematics. Illinois University Press, Urbana 1966.
  16. ^ WH Wagner Jr.: The fern ættkvísl Diellia: uppbygging, skyldleika og flokkun. Í: Univ. Kalifornía. Publ. Grasafræði. 26. bindi, 1952, bls. 1-212.
  17. ^ Webster's 9. New Collegiate Dictionary
  18. ^ AJ Cain, GA Harrison: Phyletic weighting. Í: Proceedings of the Zoological Society of London. 35. bindi, 1960, bls. 1-31.
  19. ^ AWF Edwards, LL Cavalli-Sforza: Endurreisn þróunarinnar. Í: Ann. Hum. Genet. 27. bindi, 1963, bls. 105-106.
  20. ↑ JH Camin, RR Sokal: Aðferð til að álykta greinaröð í fylkingu. Í: þróun. Bindi 19, 1965, bls. 311-326.
  21. ^ EO Wilson: Samræmispróf fyrir fylogenies byggt á samtímategundum. Í: Systematic Zoology. 14. bindi, 1965, bls. 214-220.
  22. ^ JS Farris: Árangursrík nálgun við persónugildi. Í: Syst. Zool. 18. bindi, 1969, bls. 374-385.
  23. ↑ a b AG Kluge, JS Farris: Töluleg orðræða og þróun anurana. Í: Syst. Zool. 18. bindi, 1969, bls. 1-32.
  24. ^ WJ Le Quesne: Aðferð við val á stöfum í tölulegri flokkun. Í: Systematic Zoology. 18. bindi, 1969, bls. 201-205.
  25. ^ JS Farris: Aðferðir til að reikna Wagner tré. Í: Syst. Zool. 19. bindi, 1970, bls. 83-92.
  26. ^ WM Fitch: Í átt að því að skilgreina gang þróunar: lágmarksbreyting fyrir tiltekna trjálögfræði. Í: Syst. Zool. 20. bindi, 1971, bls. 406-416.
  27. ^ DF Robinson: Samanburður á merktum trjám með gildistíma þremur. Í: Journal of Combinatorial Theory. 11. bindi, 1971, bls. 105-119.
  28. ↑ KK Kidd, Laura Sgaramella-Zonta: Fylogenetic greining: hugtök og aðferðir. Í: Am. J. Human Genet. 23. bindi, 1971, bls. 235-252.
  29. ^ E. Adams: Samstaðastækni og samanburður á flokkunarfræðilegum trjám. Í: Syst. Zool. Bindi 21, 1972, bls. 390-397.
  30. ^ J. Neyman: Sameindarannsóknir: Uppspretta nýrra tölfræðilegra vandamála. Í: SS Gupta, J. Yackel: Statistical Decision Theory and Related Topics. Academic Press, New York 1974, bls. 1-27.
  31. ↑ JS Farris: Fylogenetísk flokkun steingervinga með nýlegum tegundum. Í: Syst. Zool. 25. bindi, 1976, bls. 271-282.
  32. ↑ JS Farris: Phylogenetic greining samkvæmt lögum Dollos. Í: Syst. Zool. 26, 1977, bls. 77-88.
  33. ↑ Gareth J. Nelson: Klæðaleg greining og myndun: meginreglur og skilgreiningar, með sögulegri athugasemd um Adanson's Familles Des Plantes (1763-1764). Í: Syst. Zool. 28. bindi, 1979, bls. 1-21. doi: 10.1093 / sysbio / 28.1.1
  34. ^ AD Gordon: Mælikvarði á samkomulagið milli fremstur. Í: Biometrika. 66. bindi, 1979, bls. 7-15. doi: 10.1093 / biomet / 66.1.7
  35. ↑ B. Efron: Bootstrap aðferðir: önnur skoðun á hnífhnífnum. Í: Ann. Stat. 7, 1979, bls. 1-26.
  36. ↑ T. Margush, FR McMorris: Samstaða n-trjáa. Í: Bull. Math. Biol. Volume 43, 1981, bls. 239-244.
  37. ^ RR Sokal, FJ Rohlf: Tegundafræðileg samleitni í Leptopodomorpha endurskoðuð. Í: Syst. Zool. 30, 1981, bls. 309-325.
  38. ^ J. Felsenstein: Þróunartrén úr DNA -röð: Hámarks líkindaleið. Í: J. Mol. Evol. 17, 1981, bls. 368-376.
  39. ^ MD Hendy, D. Penny: Greinar og bundnar reiknirit til að ákvarða lágmarks þróunartré. Í: Math Biosci. 59, 1982, bls. 277-290.
  40. ^ Diana Lipscomb: Eukaryotic konungsríkin. Í: Cladistics. 1, 1985, bls. 127-140.
  41. ^ J. Felsenstein: Takmörkun á trausti á fylogenies: nálgun með því að nota stígvélina. Í: þróun. 39, 1985, bls. 783-791.
  42. ^ SM Lanyon: Greinir innra ósamræmi í fjarlægðargögnum. Í: Syst. Zool. 34, 1985, bls. 397-403.
  43. ↑ N. Saitou, M. Nei: Nágrannasamvinnuaðferðin: Ný aðferð til að smíða fylogenetísk tré. Mol. Biol. Í: Evol. 4, 1987, bls. 406-425.
  44. ^ JS Farris: varðveisluvísitala og endurstærð samræmi vísitölu. Í: Cladistics. 5. bindi, 1989, bls. 417-419.
  45. ^ JW Archie: Homoplasy Excess Ratios: nýjar vísitölur til að mæla stig einsleitni í fylogenetic kerfisfræði og gagnrýni á samræmi vísitölu. Í: Syst. Zool. 38. bindi, 1989, bls. 253-269.
  46. ↑ Kåre Bremer: samhæfð samkomulag íhluta. Í: Cladistics. 6. bindi, 1990, bls. 369-372.
  47. ^ DL Swofford, GJ Olsen: Phylogeny enduruppbygging. Í: DM Hillis, G. Moritz: Molecular Systematics. Sinauer Associates, Sunderland, Mass., 1990, bls. 411-501.
  48. ^ PA Goloboff: Homoplasy og valið milli klæðamynda. Í: Cladistics. 7. bindi, 1991, bls. 215-232.
  49. ^ PA Goloboff: Handahófsgögn, einsleitni og upplýsingar. Í: Cladistics. 7. bindi, 1991, bls. 395-406.
  50. ^ PA Goloboff: Áætlun á þyngd persóna við tréleit . Í: Cladistics. 9, 1993, bls. 83-91.
  51. ^ K. Bremer: Greinarstuðningur og stöðugleiki trjáa. Í: Cladistics. 1994. doi: 10.1111 / j.1096-0031.1994.tb00179.x
  52. ^ Mark Wilkinson: Algengar kladískar upplýsingar og samstaða þeirra: minnkað Adams og minnkað kladísk samstaða tré og snið. Í: Syst. Biol. Bindi 43, 1994, bls. 343-368.
  53. ↑ Mark Wilkinson: Nánar um skerta samstöðuaðferðir. Í: Syst. Biol. Bindi 44, 1995, bls. 436-440.
  54. ^ S. Li: Phylogenetic trésmíði með Markov keðju Monte Carlo. Ph.D. doktorsritgerð, Ohio State University, Columbus 1996.
  55. ^ B. Mau: Bayesian fylogenetic ályktun um Markov keðju Monte Carlo aðferðir. Ph.D. ritgerð, háskólinn í Wisconsin, Madison 1996. (ágrip)
  56. ↑ B. Rannala, Z. Yang: Líkindadreifing sameinda þróunartrjáa: Ný aðferð við fylogenetísk ályktun. Í: J. Mol. Evol. 43, 1996, bls. 304-311.
  57. ↑ Pablo Goloboff, James Farris, Mari Källersjö, Bengt Oxelman, Maria Ramiacuterez, Claudia Szumik: Endurbætur á endursamplun ráðstafana í hópstuðningi . Í: Cladistics. 19, 2003, bls. 324-332.
  58. ↑ Niko Beerenwinkel, Chris D. Greenman, Jens Lagergren: Líffræðileg krabbameinslíffræði: þróunarfræðilegt sjónarhorn . Í: PLoS Computational Biology . borði   12 , nr.   2 , 4. febrúar 2016, ISSN 1553-734X , doi : 10.1371 / journal.pcbi.1004717 , PMID 26845763 , PMC 4742235 (ókeypis texti í heild sinni).
  59. ↑ Niko Beerenwinkel, Chris D. Greenman, Jens Lagergren: Líffræðileg krabbameinslíffræði: þróunarfræðilegt sjónarhorn . Í: PLoS Computational Biology . borði   12 , nr.   2 , 4. febrúar 2016, ISSN 1553-734X , doi : 10.1371 / journal.pcbi.1004717 , PMID 26845763 , PMC 4742235 (ókeypis texti í heild sinni).
  60. ↑ Niko Beerenwinkel, Roland F. Schwarz, Moritz Gerstung, Florian Markowetz: Krabbameinsþróun: stærðfræðilíkön og ályktanir um útreikninga. Í: Kerfisbundin líffræði . borði   64 , nr.   1 , 1. janúar 2015, ISSN 1063-5157 , bls.   e1-e25 , doi : 10.1093 / sysbio / syu081 .
  61. ↑ LL Cavalli-Sforza: Þróunarsýn í málvísindum. Í: MY Chen, OJ-L. Tzeng: Þverfaglegt nám um tungumál og tungumálabreytingar. Pyramid, Taipei 1994, bls. 17-28.
  62. ↑ LL Cavalli-Sforza, William S.-Y. Wang: Svæðisbundin fjarlægð og Lexical skipti. Í: Tungumál. 62. bindi, 1986, bls. 38-55.
  63. ↑ Remco Bouckaert, Philippe Lemey, Michael Dunn, Simon J. Greenhill, Alexander V. Alekseyenko: Kortlagning á uppruna og útrás indóevrópskrar tungumálafjölskyldu. Í: Vísindi . borði   337 , nr.   6097 , 24. ágúst 2012, ISSN 0036-8075 , bls.   957-960 , doi : 10.1126 / science.1219669 , PMID 22923579 .
  64. ↑ Remco Bouckaert, Philippe Lemey, Michael Dunn, Simon J. Greenhill, Alexander V. Alekseyenko: Kortlagning á uppruna og útrás indóevrópskrar tungumálafjölskyldu. Í: Vísindi . borði   337 , nr.   6097 , 24. ágúst 2012, ISSN 0036-8075 , bls.   957-960 , doi : 10.1126 / science.1219669 , PMID 22923579 , PMC 4112997 (ókeypis texti í heild sinni) - ( sciencemag.org [sótt 29. mars 2020]).
  65. ^ Lewis, Martin W., Pereltsvaig, Asya: Indo-European deilan: Staðreyndir og villur í sögulegum málvísindum . Cambridge University Press, Cambridge, Bretlandi 2015, ISBN 978-1-316-31924-6 , doi : 10.1017 / CBO9781107294332 .
Sótt af „ https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Phylogenetik&oldid=208167189 “