2.1
林奈对生物的传统分类被称为分支分类学,该分类基于生物体形态特征的差异,科学家通常会构建称为树状图的分支图,以直观展示这些分化和类群关系。
然而,随着现代技术的发展,比较DNA已成为构建此类系统发育树的常用方法。如果对单一物种(如人类)的序列数据进行分析,其遗传密码的相似性非常高,大约为99.9% ,因为生物体的遗传密码是从亲代传递给子代的。
人类与其它物种(如黑猩猩和小鼠)也共享大量这段DNA序列,但人类DNA与这些物种DNA之间的总体相似程度存在显著差异。这意味着可以根据不同物种间遗传密码的相似性或差异性,构建出反映其亲缘关系的系统发育树。这种结合统计学、数学建模和计算机科学的分析领域,属于生物信息学的研究范畴。
用于构建这些系统发育树的遗传数据可以有多种形式。例如,在分子系统发育学中,会对一个或两个关键的遗传位点进行测序,然后在目标物种之间进行比较。
然而,由于单个基因或基因区域在不同物种中的进化速率可能存在巨大差异,甚至可能通过水平基因转移在不同物种之间交换,因此这些小规模的遗传调查并不总能提供准确的系统发育关系。
在细菌系统发育学中,常使用一种称为多位点序列分型(multi-locus sequence typing, MLST)的技术。该方法对多个遗传区域(通常是维持细胞功能所必需且在不同物种间保守的看家基因)进行测序。
然而,看家基因的进化可能较为缓慢,因此使用MLST难以获得菌株水平的分辨能力。
最后,全基因组测序(WGS)可用于阐明进化关系。该方法包括对生物体的完整基因组进行测序,其中真核生物还包括线粒体DNA,植物甚至包括叶绿体DNA。
全基因组测序(WGS)能够在精细尺度上对整个基因组进行比对,可识别突变或物种特异性标记、分支位点,甚至单一种内的菌株或种群。这些细微差异在更具靶向性的测序中可能被遗漏。