Dlaczego kladogramy się różnią?

Jeśli masz jakiś problem lub pytanie związane z paleontologią, tutaj znajdziesz pomoc.
rys. http://www.lonelydinosaur.com/
Awatar użytkownika
nazuul
Moderator
Moderator
Posty: 7768
Rejestracja: 3 grudnia 2007, o 19:51

Dlaczego kladogramy się różnią?

Post autor: nazuul »

Zadano mi pytanie (przeformułowałem): dlaczego co publikację mamy inny kladogram?
Myślę, że to temat wart omówienia, więc zamieszczam tutaj.

Proszę się nie czepiać, że wyjaśnienia będą uproszczone (i nawet fałszywe, bo pewnie z przedstawionej macierzy wcale nie wynikną przedstawione kladogramy) :)

Skąd się biorą kladogramy:
Weźmy za przykład ceratopsy. Ustalamy listę cech, którymi różnią się gatunki. Np. cecha 1 - długość rogów nadocznych: krótkie (stan 0) albo długie (stan 1); cecha 2 - okna w kryzie: są (stan 0) albo brak (stan 1); cecha 3 - kość łuskowa: krótka (0) albo długa (1), cecha 4 - różki na kryzie: podobnej wielkości (0), zróżnicowanej wielkości (1). Przypisujemy każdemu gatunkowi wartość (rogi krótkie/długie). Powstaje w ten sposób macierz z danymi, np. przy ww. cechach:
Zuniceratops 10??
Triceratops 1110
Chasmosaurus 0010
Albertaceratops 1001
Centrosaurus 0001

Standardowo takich cech jest kilkaset a gatunków dziesiątki. Nam wystarczy te 5 gatunków x 4 cechy (liczba danych: 20, w tym dwa nieznane).

Specjalne programy obliczają najbardziej prawdopodobny przebieg ewolucji. Zasadniczo jest to wersja z najmniejszą liczbą zmian. Np. przejście z rogów długich na krótkie (1->0) raczej wystąpi raz a nie dwa razy (no ale ewolucja chodzi krętymi ścieżkami, bo w przykładzie akurat jest dwa razy).
Z powyższych danych wyniknie kladogram taki jaki znamy, czyli:
Zuniceratops(Triceratops+Chasmosaurus)(Albertaceratops+Centrosaurus)

Ktoś inny może stwierdzić, że cecha 4 jest źle wpisana u Chasmosaurus, bo różki się różnią wielkością u niego. Zmiana jednej cechy u jednego gatunku spowoduje, że program obliczy, że zróżnicowanej wielkości różki łączą Chasmosaurus, Albertaceratops i Centrosaurus:
Zuniceratops(Triceratops(Chasmosaurus(Albertaceratops+Centrosaurus)))

Podobnie zmiana długości rogów u Chasmosaurus - można mu wpisać 0 i 1 jednocześnie.

Później się może okazać, że odnaleziono różki na kryzie Zuniceratops, więc ze stanu nieznanego (?) wpiszemy np. 0.

Można cechy i gatunki dodawać, usuwać czy zmieniać. Np. cechę 4 rozbić na kilka cech: różek 1 duży/mały, różek 2 duży/mały itd. Albo dodać kolejny stan: brak różków.

Każda taka zmiana może spowodować, że kladogram będzie inny.

Do tego dochodzą też różne sposoby obliczania kladogramów. Te same dane analizowane w inny sposób mogą dać inny wynik. Np. cecha 1 dotycząca długości rogów może w jednej technice być istotna a w innej mniej istotna.
Obrazek
[Stamp: Apsaravis] [Avatar: P. Weimer, CC BY-NC-SA 2.0]

Awatar użytkownika
Pablo T
Karboński antrakozaur
Karboński antrakozaur
Posty: 453
Rejestracja: 11 stycznia 2022, o 21:04

Re: Dlaczego kladogramy się różnią?

Post autor: Pablo T »

Czym się charakteryzują analizy bayenesowskie i parsymoniczne?

Awatar użytkownika
nazuul
Moderator
Moderator
Posty: 7768
Rejestracja: 3 grudnia 2007, o 19:51

Re: Dlaczego kladogramy się różnią?

Post autor: nazuul »

To są różne w założeniach algorytmy obliczania kladogramów.
Parsymonia jest znaną, od dawna stosowaną metodą. Bayes to - takie mam wrażenie - ciągle nowość w danych morfologicznych i nie za bardzo wiadomo, jak to dobrze robić.
Żeby wyjaśnić dokładniej zasady działania, trzeba zaawansowanej matematyki.
Analiza bayesowska jest bardziej skomplikowana.
Analiza parsymoniczna opiera się na założeniu, że najlepszy kladogram to ten, który wymaga najmniejszej liczby zmian. Analiza bayesowska oblicza prawdopodobieństwo kladogramu na podstawie cech, ale też liczy długość poszczególnych linii rozwojowych (z reguły widać to na kladogramach). Dlatego powinny być w nich cechy unikalne dla pojedynczych taksonów, czego się nie robi w parsymonicznej.
W bayesowskich można ustawić jednakową wartość cech lub zmienną, czego się nie robi w parsymonicznej.
Są też metody probabilistyczne (maximum likelihood), też niezbyt popularne, bardziej podobne do bayesowskiej, niż parsymonicznej.

To tak w skrócie i uproszczeniu (pominąłem też pewne matematyczne podstawy), jeżeli ktoś lepiej wie i lepiej potrafi przekazać, to zapraszam.
Obrazek
[Stamp: Apsaravis] [Avatar: P. Weimer, CC BY-NC-SA 2.0]

ODPOWIEDZ