Computative Phylogenetics 1. Cladistic Software. HENNIG86

1. Принципи зоологічної систематики та номенклатури Лекція 14

2. Прийоми комп ’ ютерного кладистичного аналізу Вкорінені (rooted) та невкорінені дерева ( unrooted trees) :

3. Прийоми комп ’ ютерного кладистичного аналізу Обрахунок довжини невкоріненого дерева ( unrooted tree) : l = 0 l = 1 l = 1 l = 2 l = 2 l = 1 1. 2. 3. 4a. 4b. 5.

4. l = 0 l = 1 l = 1 l = 2 l = 2 l = 1 1. 2. 3. 4a. 4b. 5. Прийоми комп ’ ютерного кладистичного аналізу Обрахунок довжини невкоріненого дерева ( unrooted tree) :

5. Побудова дерева на засадах парсимонії: 1. Перебираються всі варіанти топології дерев 2. Обраховується довжина кожного 3. Обирається найкоротше Найвідоміші програми для пошуку найбільш парсимонічних (= найкоротших) дерев: HENNIG86 і PAUP

6. Програми, що використовують найчастіше: 1. HENNIG86 ( автор – James S . Farris , 1988 ) програму написано для DOS (ss.com)

7. xread 'Ctenostylidae without other groups' 18 10 Dummy 0?00000?0000000000 Furciseta_plaumanni 020111?1?111111100 Ramu_thaica 010011?21201111100 Ramu_palpifera 010?11?0?2?1111100 Ramu_lindneri 000011?0?211111100 Nepalisetaashleyi 010102?2?301111100 Nepalisetamirabilis 010?02?2?3?1111100 Lochmo_borgmeieri 021001?012??111110 Tauros_andina 021001?1?2??111111 Ctenostylum 0211?1?0???1111111 ; Proc/; > Dummy Distribution: 1) Australasian; 0) Afrotropical; 2) Neotropical. Palpi: 1) absent; 0) developed. Frons in male: 1) strongly narrowed; 0) wide. Number of scutellar setae: 1) less than 6; 0) 6. Female flagellomere 1: 2) very short, without finger-like appendix; 1) with a finger-like process apicoventrally; 0) non-modified (additivity unclear) Left spermathecal duct bifurcated: 1) at very beginning, close to vagina; 0) in distal half. Position of r-m: 1) at the middle of cell dm; 0) closer to dm apex; 2) closer to dm base. Glans: 1) reduced; 0) developed. Female arista: 3) with numerous branches forming fan-like semi-disc; 2) ramulose; 1) bifurcate; 0) non-branching. Phallus: 1) short pipe-like; 0) elongate Notopleuron: 1) setulose; 0) bare Parafacial: 1) setulose; 0) bare Sternite 2: 1) fused with tergite 1; 0) free. Cell bcu: 1) opened antero-basally; 0) closed. Cell bcu closed by: 1) straight or arched vei without an extension along A; 0) with extension along A. Distance from costal margin to R2+3 to wing width at dm-cu level ratio: 1) less than 0.2; 0) more than 0.25. Stump veins between R2+3 and C: 1) present; 0) absent. 1. HENNIG86 Формат файла (*.mtr, *.ss) з матрицею:

8. 1. HENNIG86 Оболонка ( Shell) TreeGardener 2.2 ( автор – Tiago Currol RAMOS , 1997 ).

9. 1. HENNIG86 / Tree Gardener 2.2

10. 1. HENNIG86 / Tree Gardener 2.2

11. 1. HENNIG86 / Tree Gardener 2.2

12. 1. HENNIG86 / Tree Gardener 2.2

13. 1. HENNIG86 / Tree Gardener 2.2

14. 1. HENNIG86 / Tree Gardener 2.2

15. 1. HENNIG86 / Tree Gardener 2.2 Опції пошуку найкоротших дерев: 1. h – hennig – знаходить одне найкоротше дерево евристичним шляхом за один прохід (проте дерев може бути більше і немає гарантії, що немає ще коротших дерев) 2 . mh – mhennig – знаходить декілька найкоротших дерев евристичним шляхом за один прохід (проте дерев може бути більше і немає гарантії, що немає ще коротших дерев) 3 . bb – branch-and-bound , branch swapping – знаходить декілька найкоротших дерев шляхом виділення найбільш парсимонічних блоків на дереві та перенесення їх на інші ділянки. 4 . ie* – implicit enumeration – вичерпне перебирання всіх варіантів топології можливих дерев і вибір найкоротших. 5. mh bb – об ’ єднання двох опцій де-факто дає ті ж результати, що і ie, але на порядок швидше.

16. 1. HENNIG86 / Tree Gardener 2.2 Додаткові опції : 1. ci – consistency index – індекс консистентності (=стійкості ознаки до змін) = m/s , де m – кількість можливих змін ознаки, s – реальна кількість змін ознаки.

17. 1. HENNIG86 / Tree Gardener 2.2 Додаткові опції : 1. ri – retention index – індекс незворотності (= утримування полярності ознаки) = g-s/g-m , де g – максимальна кількість можливих змін ознаки, m – кількість можливих змін ознаки, s – реальна кількість змін ознаки.

19. Консенсусні кладограми: 1. Строгий (Нельсонівський) консенсус ( strict consensus ) . – До консенсусного дерева незмінними включаються тільки ті ділянки, які співпадають на 100% дерев. Гілки, в яких виникають суперечності, позначаються як пучки рівноцінних гілок, або ж т.з. « нерозв ’ язані політомії » . Використовується в HENNIG’86. 2. Консенсус більшості ( majority rule ) . – До консенсусного дерева включаються ті ділянки, які є щонайменше у 50% дерев. © D. Lipscomb 1998 © D. Lipscomb 1998

20. Консенсусні кладограми: 3. Адамсів консенсус ( Adams consensus ) . – Гілки, в яких виникають суперечності, « скидають » у найближчий вузол, що їх об ’ єднує . Годиться в разі одиничних суперечностей . 4. Консенсус комбінованої складової, або напівстрогий консенсус ( combinable component ) . – Схожий на строгий консенсус, але добре « працює », коли серед дерев є гілки з нерозв ’ язаними політоміями і розв ’ язаними дихотоміями – тоді суперечність вирішується на користь розв ’ язаної дихотомії. © D. Lipscomb 1998 © D. Lipscomb 1998

22. 1. HENNIG86 / Tree Gardener 2.2 Додаткові опції : 1. save tree – зберігає окреме дерево (або всі знайдені дерева) у текстовому форматі: (5 6 )(2 (1 (3 4 (7 (8 9 )))))); таке дерево можна відтворити в інших програмах, напр. WinClada

23. 2. WinClada / Nona / HENNIG’86 Мають великий вибір функцій, спільних з PAUP i HENNIG’86 , працюють з різними форматами файлів і мають дружній інтерфейс, дозволяють прямо показати розподіл синапоморфій, що підтримують окремі клади. З а допомогою підключення аналізуючих програм ( Nona) можна виконувати різноманітні обрахунки з більшим спектром функцій, ніж у TreeGardener .