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进化树是个啥?

2021-02-07 00:28 作者:I_am_Becky  | 我要投稿

       进化树的由来?它可以说明什么问题?

       做过很多个进化树,但每次关于选择哪个方法去做,做出来有什么意义,却从来没深入学习过,最近又用一组蛋白序列做了一个进化树,发现这个蛋白做出来的进化树居然和报道的该类生物的系统进化树一样,这说明了什么?该类蛋白和内群中物种的分化有关?起码是很保守的蛋白,就像我们常用线粒体来做系统发生树,总之我是一头雾水,并且我不想再这样随便做进化树了事了,太好奇如何评价进化树的好坏,又能说明什么问题?

       带着这些问题拜读了Douglas J. Futuyma的《生物进化》,第二章里详细介绍了关于系统发生树的相关知识,在此与大家分享一些我觉得很有用的,起码是我看完后觉得受益的地方。

       人们总是喜欢给所有事物都给个定义和分类,因为给这些本没有范畴的事物强加范畴,会使得处理事情更容易,交流更顺畅,而且用范畴来思考也会容易记忆,不管人们给生物做分类一开始的初衷是什么,对我们总是会带来很多好处,这本书上是说18世纪早期对生物进行分类是为了“通过对造物者的作品进行归类并挖掘出一个天然的、真实的分类体系而发现其创世方案是一项虔诚的职责”,anyway,我觉得对生物进行分类是人类必然要做的事,就像我们很自然的把铅笔、橡皮归为文具一样。

     【我的天,觉得自己的思想这么amazing,写着写着就被自己帅到了】

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       然后林奈登场了,他提出用双名法对所有生物进行分类,更重要的是他想出了一个物种归类的等级分类体系,即现在的:界门纲目科属种。如果当时他提出的是三名法,后人就得用三名法给生物命名了。

       达尔文,是一个喜欢周游列岛的富二代

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       动物看多了,总结出一些规律,突然有一天顿悟……总之最后提出了一个大胆的猜想“所有生物来自于一个共同祖先,现存的和灭绝了的所有物种组成了一个宏伟的”生命之树“,或称为系统发育树“,可能是因为他朋友多,大家都喜欢和土豪做朋友嘛,而且现有的证据也支持这个猜想,于是这个想法逐渐散布开来,影响至今。

       这个故事说明了什么?说明我们应该多出去旅旅游,出去见见世面,看看花花草草、鱼鱼鸟鸟的,一个是有助于身心健康,而且还有时间多思考,想有好的idea,那就得多travel(什么鬼?)

       这个进化的猜想,就把所有的生物都联系在了一起,如果用一颗巨大的树来表示,根部是所有生物的共同祖先,树枝末端是现存的所有生物,是不是很有画面感。可是这棵树,我们只知道树根和树梢,树枝的形状,在哪里开始分枝,枝长多少,我们都想知道,好奇心害死脑细胞。

       那么如何去做进化树?一开始没有做到DNA的水平,只能通过生物的外形,或者解剖其内部器官等宏观的方法来评价,那么我们选择它们的哪些特征来评价其亲源关系呢?比如我们想知道A, B, C的进化关系,评价标准归结为两点:

1. 共同祖先具有的特征:这样可以证明哪两个具有更近的共同祖先

2. 现在的形态特征:用来证明它们关系是否亲近,这可以避免由于趋同或平行进化使得某特征一样,但实际两者相差甚远的情况

       根据这些特征,就可以把特征相同的放在一起,不同的就属于另一个枝杈,一开始是选择最大简约法建树,这个方法的前提是假设“最接近真实系统发生的树就是所要求的进化变化数最少的那棵系统发生树“,简单来说就是把相同特性的放一起,把进化次数减到最小,比如A, B, C三个生物,A, B都是有腿,C是无腿,按照“进化次数最少为最佳进化树”的假设,那么A,B就归到一起,C单独出来,假设它们经历了一次进化使得C与A,B分开。但也有可能是这样的:A从有腿进化成无腿,后来又有了腿,简约法就考虑不到这种情况,因为它是以进化最少是最好为前提构建进化树的,很显然,最大简约法使用的时候就不适合选择变异率大的特征,而是要找那种保守的,避免由于进化逆转造成的进化树构建错误。

       随着测序技术的进步,DNA、蛋白序列构建进化树的方法兴起,要考虑的因素也多了起来,最大似然法和贝叶斯法是目前最为广泛使用的方法,这部分书中没有详细讲述这两种方法,我还需要再补补功课。

       这次就唠这么多吧~

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