Введение
График, используемый для визуализации эволюционных взаимосвязей, включая события ретикуляции.
Филогенетическая сеть – это любой граф, используемый для визуализации эволюционных взаимосвязей (абстрактно или явно) между нуклеотидными последовательностями, генами, хромосомами, геномами или видами. Они применяются, когда предполагается участие событий ретикуляции, таких как гибридизация, горизонтальный перенос генов, рекомбинация, дупликация и потеря генов. Они отличаются от филогенетических деревьев явным моделированием сложных сетей посредством добавления гибридных узлов (узлов с двумя родителями) вместо узлов дерева (иерархии узлов, каждый из которых имеет только одного родителя). Филогенетические деревья являются подмножеством филогенетических сетей. Филогенетические сети могут быть вычислены и визуализированы с помощью программного обеспечения, такого как SplitsTree, пакет R phangorn и, в последнее время, Dendroscope. Стандартным форматом для представления филогенетических сетей является вариант формата Newick, расширенный для поддержки как сетей, так и деревьев. Многие типы и подклассы филогенетических сетей были определены на основе биологических явлений, которые они представляют, или данных, на которых они построены (сети гибридизации, обычно построенные на основе укорененных деревьев, графы предковой рекомбинации (ARGs) на основе бинарных последовательностей, медианные сети на основе набора расщеплений, оптимальные реализации и ретикулограммы на основе матрицы расстояний), или ограничений, направленных на получение вычислительно решаемых задач (оболоченные деревья и их обобщения – филогенетические сети уровня k, филогенетические сети типа «потомок» или «брат»).
and, more recently, Dendroscope. A standard format for representing phylogenetic networks is a variant of Newick format which is extended to support networks as well as trees. Many kinds and subclasses of phylogenetic networks have been defined based on the biological phenomenon they represent or which data they are built from (hybridization networks, usually built from rooted trees, ancestral recombination graphs (ARGs) from binary sequences, median networks from a set of splits, optimal realizations and reticulograms from a distance matrix), or restrictions to get computationally tractable problems (galled trees, and their generalizations level k phylogenetic networks, tree child or tree sibling phylogenetic networks).
Микроэволюция
Филогенетические деревья также испытывают трудности с изображением микроэволюционных событий, например, географического распространения популяций ондатры или рыб одного вида по речным системам, поскольку отсутствует видовой барьер, препятствующий потоку генов между популяциями. Поэтому более общая филогенетическая сеть лучше отображает подобные ситуации.
Классы сетей
Для вычислительных целей исследования часто ограничивают свое внимание классами сетей – подмножествами всех сетей, обладающих определенными свойствами. Хотя основной целью является вычислительная простота, большинство этих классов также имеют биологическое обоснование. Некоторые известные классы, используемые в настоящее время в литературе по математической филогенетике, – это сети с древовидной структурой потомков, сети, основанные на деревьях, и сети уровня k.