Informatie

7.2: Modellering van de evolutie van discrete toestanden - Biologie


Tot nu toe hebben we alleen te maken gehad met continu wisselende karakters. Hoe vaak is dit karakter bijvoorbeeld veranderd in de evolutionaire geschiedenis van squamaten? Hoe vaak evolueert ledemaatloosheid? Evolueren ledematen ooit opnieuw? Is de evolutie van ledemaatloosheid gerelateerd aan een ander aspect van het leven van deze reptielen?

We zullen discrete karakters beschouwen waarbij elke soort een van de k staten. (In het voorbeeld zonder ledematen hierboven, k = 2). Voor tekens met meer dan twee statussen is er een belangrijk onderscheid tussen geordende en ongeordende tekens. Geordende tekens kunnen in een volgorde worden geplaatst, zodat overgangen alleen plaatsvinden tussen aangrenzende toestanden. Ik zou bijvoorbeeld "tussenliggende" soorten kunnen opnemen die ergens tussen ledematen en ledematen in zitten - bijvoorbeeld de "zeemeermin skinks" (Sirenoscincus) uit Madagaskar, zo genoemd omdat ze achterpoten missen (Figuur 7.2, Moch en Senter 2011). Een geordend model staat misschien alleen overgangen toe tussen ledematenloos en intermediair, en tussenliggend en ledematen; het zou onder zo'n model onmogelijk zijn om direct van ledemaat naar ledemaat te gaan zonder eerst intermediair te worden. Voor ongeordende karakters kan elke staat veranderen in een andere staat. In dit hoofdstuk zal ik me vooral concentreren op ongeordende karakters; we komen later in het boek terug op geordende karakters.

Figuur 7.2. Zeemeermin skink, Aurélien Miralles / Wikimedia Commons CC-BY-SA-3.0.

Het meeste werk aan de evolutie van discrete karakters op fylogenetische bomen was gericht op de evolutie van gen- of eiwitsequenties. Gensequenties zijn opgebouwd uit vier karaktertoestanden (A, C, T en G voor DNA). Modellen van sequentie-evolutie maken overgangen tussen al deze toestanden met bepaalde snelheden mogelijk, en kunnen overgangssnelheden laten variëren tussen locaties, tussen clades of door de tijd. Er is een groot aantal benoemde modellen die op dit probleem zijn toegepast (bijv. Jukes-Cantor, JC; General Time-Reversible, GTR; en nog veel meer, Yang 2006), en er is een reeks statistische benaderingen beschikbaar om aan deze modellen te voldoen. naar gegevens (bijv. Posada 2008).

Elk afzonderlijk karakter kan op dezelfde manier worden gemodelleerd als gensequenties. Wanneer we fenotypische karakters beschouwen, moeten we twee belangrijke verschillen in gedachten houden met de analyse van DNA-sequenties. Ten eerste kunnen willekeurige discrete karakters een willekeurig aantal toestanden hebben (buiten de vier geassocieerd met DNA-sequentiegegevens). Ten tweede worden karakters doorgaans onafhankelijk geanalyseerd in plaats van lange reeksen karakters te combineren en ervan uit te gaan dat ze hetzelfde veranderingsmodel delen.


Bekijk de video: evolutie biologie (December 2021).