Принципы реконструкции филогенезов: признаки, модели эволюции и методы филогенетического анализа

В.А. Лухтанов

Труды Зоологического института РАН, 2013, 317(Приложение 2):

Резюме

Предлагаемый вниманию читателя краткий обзор, ни в коей мере не претендуя на полноту и глубину анализа, направлен на то, чтобы дать представление о базовых принципах, на которых основаны современные методы реконструкции филогенезов. В статье рассмотрены исторические связи между такими подходами как интуитивная геккелевская филогенетика, ручная хенниговская кладистика, метод максимальной парсимонии, метод максимального правдоподобия, Байесова филогенетика и методы, основанные на анализе генетических дистанций. Показаны основные преимущества и некоторые принципиальные ограничения каждого из этих методов.

Ключевые слова

Байесова филогенетика, геккелевская филогенетика, генетические дистанции, хенниговская кладистика, метод максимального правдоподобия, метод максимальной парсимонии, модель эволюции, признак, филогенез, филогенетический анализ

Опубликована 16 сентября 2013 г.

Литература

Клюге Н.Ю. 2000. Современная систематика насекомых. Принципы систематики живых организмов и общая систематика насекомых с классификацией первичнобескрылых и древнекрылых. Лань, Санкт-Петербург, 336 с.

Кузнецов Н.Я. 1915. Насекомые чешуекрылые (Insecta, Lepidoptera). Том 1. Введение. Danaidae (Pieridae + Leptalidae auct.). Выпуск 1. Петроград: Зоологический музей Императорской Академии Наук, 337 с.

Лухтанов В.А. 2010. От геккелевской филогенетики и генниговской кладистики к методу максимального правдоподобия: возможности и ограничения современных и традиционных подходов к реконструкции филогенезов. Энтомологическое обозрение, 89(1): 133–149.

Лухтанов В.А. и Кузнецова В.Г. 2009. Молекулярно-генетические и цитогенетические подходы к проблемам видовой диагностики, систематики и филогенетики. Журнал общей биологии, 70(5): 415–437.

Павлинов И.Я. 2005. Введение в современную филогенетику (кладогенетический аспект). Товарищество научных изданий КМК, Москва, 391 с.

Расницын А.П. 2005. Избранные труды по эволюционной биологии. Товарищество научных изданий КМК, Москва, 347 с.

Рогозин И.Б., Вульф Ю.И., Бабенко В.Н. и Кунин Е.В. 2005. Эволюция геномов эукариот и принцип максимальной парсимонии. Вестник ВОГиС, 9(2): 141–152.

Татаринов Л.П. 1984. Кладистический анализ и филогенетика. Палеонтологический журнал, 1984(3): 3–16.

Caccone A. and Powell J.R. 1989. DNA divergence among hominoids. Evolution, 43: 926–942. https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.1989.tb02540.x

Coyne J.A. and Orr H.A. 2004. Speciation. Sinauer Associates, Sunderland, Massachusetts, 545 p.

Farris J.S. 2008. Parsimony and explanatory power. Cladistics, 24: 825–847. https://doi.org/10.1111/j.1096-0031.2008.00214.x

Felsenstein J. 1978 . Cases in which parsimony or compatibility methods will be positively misleading. Systematic Zoology, 27: 401–410. https://doi.org/10.1093/sysbio/27.4.401

Felsenstein J. 2004. Inferring phylogenies. Sinauer Associates, Sunderland, Massachusetts, 664 p.

Goloboff P.A., Farris J.S. and Nixon K.C. 2008. TNT, a free program for phylogenetic analysis. Cladistics, 24: 774–786. https://doi.org/10.1111/j.1096-0031.2008.00217.x

Gregory T.R. 2001. Coincidence, coevolution, or causation? DNA content, cell size, and the C-value enigma. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society, 76(1): 65–101. https://doi.org/10.1017/S1464793100005595

Haszprunar G. 1992. The types of homology and their significance for evolutionary biology and phylogenetics. Journal of Evolutionary Biology, 5: 13–24. https://doi.org/10.1046/j.1420-9101.1992.5010013.x

Haszprunar G. 1998. Parsimony analysis as specific kind of homology estimation and the implications for character weighting. Molecular Phylogenetics and Evolution, 9: 333–339. https://doi.org/10.1006/mpev.1998.0496

Hennig W. 1950. Grundzüge einer Theorie der phylogenetischen Systematik. Deutscher Zentralverlag, Berlin, 370 p.

Hennig W. 1965. Phylogenetic Systematics. Annual Review of Entomology, 10: 97–116. https://doi.org/10.1146/annurev.en.10.010165.000525

Hennig W. 1966. Phylogenetic Systematics. University of Illinois Press, Urbana, 284 p.

Huson D.H., Rupp R. and Scornavacca C. 2010. Phylogenetic networks: concepts, algorithms and applications. Cambridge University Press, New York, 362 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511974076

Krell F.-T. 2005. A Hennigian monument on vertebrate phylogeny. Systematics and Biodiversity, 3(3): 339–341. https://doi.org/10.1017/S1477200005001763

Lewis P.O. 2001. A likelihood approach to estimating phylogeny from discrete morphological character data. Systematic Biology, 50: 913–925. https://doi.org/10.1080/106351501753462876

Müller J. and Reisz R. 2006. The phylogeny of early Eureptiles: comparing parsimony and Bayesian approaches in the investigation of a basal fossil clade. Systematic Biology, 55: 503–511. https://doi.org/10.1080/10635150600755396

Nichols R. 2001. Gene trees and species trees are not the same. Trends in Ecology and Evolution, 16: 358–364. https://doi.org/10.1016/S0169-5347(01)02203-0

Nylander J.A.A., Ronquist F., Huelsenbeck J.P. and Nieves-Aldrey J.L. 2004. Bayesian phylogenetic analysis of combined data. Systematic Biology, 53(1): 47–67. https://doi.org/10.1080/10635150490264699

Page R.D.M. and Holmes E.C. 1998. Molecular evolution: a phylogenetic approach. Blackwell Publishing, Oxford, 346 p.

Ronquist F. 2004. Bayesian inference of character evolution. Trends in Ecology and Evolution, 19(9): 475–481. https://doi.org/10.1016/j.tree.2004.07.002

Ronquist F. and Huelsenbeck J.P. 2003. MrBayes 3: Bayesian phylogenetic inference under mixed models. Bioinformatics, 19(12): 1572–1574. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btg180

Scotland R.W. 2011. What is parallelism? Evolution and development, 13(2): 214–227. https://doi.org/10.1111/j.1525-142X.2011.00471.x

Wiley E.O., Siegel-Causey D., Brooks D.R. and Funk V.A. 1991. The compleat cladist: a primer of phylogenetic procedures. Lawrence, Kansas: The University of Kansas. 158 pp. https://doi.org/10.5962/bhl.title.4069

Wiley E.O. and Lieberman B.C. 2011. Phylogenetics. Theory and practice of phylogenetic systematics. Second Edition. Wiley-Blackwell Publishing, New Jersey, 406 p. https://doi.org/10.1002/9781118017883