系統樹

系統樹は、生物間の 進化的関係を表します。関係は，先端，枝，節，根をもった木構造で表されます。具体的には、木の先端は現存または生きている 分類群を表します。枝は，DNAシーケンスの変化や 羽のような特徴の進化など、祖先と子孫の間の 進化的変化を示します。直接の共通の祖先である姉妹分類群を 共有するグループは，最も近い親類であり、爬虫類，鳥類，げっ歯類，人類のように 枝が接続される点である節を共有しています。基底の節は，ツリー内のすべての生物の 最新の共通祖先に対応します。系統樹は、共通の祖先の子孫である 生物をグループ化します。グループに最新の共通祖先と そのすべての子孫が含まれる場合、単系統のグループ(クレード)と呼ばれます。たとえば、羽を持つ現生の脊椎動物は 鳥類と考えられます。準系統群には、共通の祖先種と その子孫の一部が含まれます。たとえば、4本足のうろこをもった動物はすべて、哺乳類や鳥類でなければ爬虫類です。過去には、生物学者は、いくつかの生物を多系統として分類しました。この過去の分類では，直接の祖先を共有しない生物を グループ化しました。たとえば，モグラ目は歯のない 昆虫を食べる哺乳類です。生物間の進化的関係は、形態的または遺伝的特徴を比較することで 決定できます。科学者は正確な系統樹を構築するために、最大節約法と最尤推定という方法に 注目しました。最大節約法では，生物間の変化の量は 最小であると仮定します。系統樹上のエルク、サケ、クジラの位置を 考えます。サケとクジラは両方とも海洋動物です。簡単に説明すると，サケとクジラは単系統のグループであるということです。しかし，解剖学に注目すると，クジラとエルクは密接に関連していることが明らかになります。エルクとクジラを一緒に配置することは、進化の変化が少ないことを前提としています。これは、最大節約法の目標である、単純化されたシナリオです。もう一つのアプローチである最尤法は，すべての変更が等しく発生する可能性があるわけではないことを 考慮します。したがって、観察された生物につながる 最も可能性の高いシナリオに基づいて、系統樹を構築できます。たとえば、DNAから系統樹を 構築する科学者は、アデニンがチアミンよりも グアニンに置換されやすいことを考慮するでしょう。高度なコンピューターアルゴリズムを使って，最大節約法と最尤法を用いた系統樹を構築できます。