Генератор филогенетических деревьев
Перечислите организмы или вставьте строку Newick — ИИ восстановит порядок ветвления, отрисует ветви в масштабе и добавит значения поддержки и масштабную линейку. Без файлов выравнивания и без установки программ.
Примеры филогенетических деревьев
Пять способов нарисовать эволюционное дерево, каждый показан реальным результатом генерации — нажмите на карточку, чтобы применить стиль, или увеличьте, чтобы рассмотреть изображение целиком.
Что такое филогенетическое дерево?
Филогенетическое дерево — это схема ветвления, показывающая, как группа организмов (видов, популяций или генов) происходит от общих предков. Каждый конец ветви — таксон, каждый внутренний узел — последний общий предок всего, что расположено дальше, а ветви между ними — эволюционные линии. От обычной кладограммы дерево отличает то, что здесь длина ветви — это величина: на филограмме она пропорциональна количеству накопленных эволюционных изменений, на хронограмме это прошедшее время, а масштабная линейка подсказывает, что именно перед вами.
В опубликованных деревьях обычно есть ещё две вещи. Значение поддержки в узле — процент бутстрепа или байесовская апостериорная вероятность — показывает, насколько уверенно данные подтверждают именно такую группировку, а внешняя группа укореняет дерево и тем самым задаёт направление происхождения. Этот генератор филогенетических деревьев берёт на себя рисунок: опишите группу обычными словами, вставьте строку Newick или укажите собственные времена расхождения — ИИ восстановит топологию и нарисует схему, готовую для лекционного слайда, диссертации или статьи.
Коротко
- Длина ветвей что-то значит только при наличии масштабной линейки — без неё дерево сообщает лишь порядок ветвления.
- Узел — это предполагаемый общий предок, а не ископаемое; за ним обычно нет ни названия, ни экземпляра.
- Значение поддержки в узле — процент бутстрэпа или байесовская апостериорная вероятность — описывает уверенность в этой группировке, а не её возраст.
- Корень задаётся внешней группой. Некорневое дерево показывает те же родственные связи без направления происхождения.
- Две вершины, напечатанные рядом, могут быть дальними родственниками: родство читают по узлам, а не поперёк страницы.
Как работает генератор филогенетических деревьев
Опишите группу
Перечислите виды, вставьте строку Newick с длинами ветвей, укажите времена расхождения или просто назовите группу — «человекообразные обезьяны». ИИ восстановит порядок ветвления и длину каждой линии, а если вы ничего не задали — возьмёт общепринятую на сегодня филогению.
Выберите стиль дерева
Филограмма для публикации с ветвями в масштабе и значениями поддержки в узлах, дерево на оси в миллионах лет, обзорная схема с цветными кладами, рисунки организмов на концах ветвей или набросок на доске.
Доработайте в рабочем пространстве
Дерево откроется в рабочем пространстве: можно править отдельные участки, поправить подписи, увеличить разрешение и выгрузить файл высокого качества для слайдов, постеров, диссертации или статьи.
Из чего состоит филогенетическое дерево
Опубликованное дерево несёт куда больше, чем порядок ветвления, и как раз добавленное чаще всего проскакивают взглядом. Ниже — те элементы, которые эту дополнительную информацию и держат: их стоит проверять при каждом чтении, и именно их генератор может подписать за вас.
Длина ветви
Горизонтальная протяжённость линии — ровно та величина, которую кладограмма опускает.
Масштабная линейка
Что означает единица длины ветви — обычно число замен на сайт.
Значение поддержки
Бутстреп или апостериорная вероятность в узле: насколько данные подтверждают это ветвление.
Возраст узла
На дереве с временной шкалой — где узел попадает на ось, в миллионах лет.
Внешняя группа
Таксон за пределами изучаемой группы; без неё у дерева нет корня и оно не задаёт направления.
Выровнены ли концы ветвей
Все на одной линии или каждая останавливается на своей глубине — первая подсказка о том, какое дерево перед вами.
Сестринские группы
Две линии, выходящие из одного узла; на этом дереве каждая — ближайший родственник другой.
Топология
Скелет ветвления — корень, узлы, концы ветвей, клады — то, что роднит это дерево с любой кладограммой.
Информацию несёт только горизонтальная ось. Порядок концов ветвей по вертикали — условность рисунка: в любом узле ветви можно свободно менять местами, а одно и то же дерево можно нарисовать прямоугольным, наклонным или круговым, и ни одно из заявленных родственных отношений не изменится.
Корень, узлы, концы ветвей и клады означают на любом дереве одно и то же, включая кладограммы, поэтому здесь они заново не определяются. Полностью этот словарь разобран здесь: Конструктор кладограмм
Как читать филогенетическое дерево и не ошибиться
Почти все ошибки с такими схемами возникают оттого, что в рисунок вчитывают то, чего дерево не утверждает. Три случая стоит назвать прямо:
Расстояние измеряют вдоль ветвей, а не поперёк страницы
Два конца ветвей, напечатанные рядом, вполне могут быть дальними родственниками. Важно, где сходятся линии: ближе всего таксоны с самым недавним общим предком, а на филограмме эволюционное расстояние — это сумма длин ветвей между двумя концами, а вовсе не промежуток между строками.
Самая длинная ветвь — не самая «продвинутая»
У всех ныне живущих концов ветвей от корня прошло ровно одинаковое время. Длинная ветвь означает, что эта линия накопила больше изменений — обычно потому, что она быстро эволюционирует или рано отделилась, — а не то, что она сложнее, успешнее или «современнее».
Узел без поддержки — это не установленное родство
Бутстреп 55 говорит лишь о том, что данные едва-едва предпочитают такую группировку остальным. Дерево с низкими значениями поддержки или вовсе без них излагает гипотезу — опираться можно только на хорошо поддержанные части.
Где применяют филогенетические деревья?
Статьи, диссертации и обзоры
Аккуратные филограммы с точными названиями таксонов, значениями поддержки и масштабной линейкой — для раздела с обзором литературы, обзорной статьи или систематической иллюстрации, без подготовки файла данных и без запуска программ для рисования деревьев.
Лекции и научная популяризация
Деревья с временной шкалой и рисунками на концах ветвей — именно то, что нужно слайду или научно-популярной статье: такие иллюстрации филогенетические программы не рисуют, и раньше их приходилось заказывать художнику.
Темы по эволюции, конспекты и отчёты
Деревья для занятий по эволюции, конспектов и лабораторных отчётов: назовите группу — и получите схему, где корень, узлы, клады и внешняя группа стоят на своих местах, или версию «на доске» прямо для урока.
Филограмма, хронограмма и некорневое дерево
Сначала посмотрите на масштабную линейку. Если она размечена в заменах на сайт, перед вами филограмма; в годах или миллионах лет — хронограмма; если нет ни линейки, ни корня, дерево некорневое и утверждает только родство. Кладограмма — четвёртый случай: вершины вровень, линейки нет, задан лишь порядок ветвления.
| Филограмма | Хронограмма | Некорневое дерево | |
|---|---|---|---|
| Масштабная линейка размечена в | Заменах на сайт | Годах или миллионах лет | Обычно в заменах на сайт |
| Длина ветви — это | Количество эволюционных изменений | Прошедшее время | Количество изменений |
| Есть корень | Да, по внешней группе | Да | Нет |
| Вершины выровнены | Нет | Да, на настоящем моменте | Нет |
| Читаются ли даты расхождения | Нет | Да | Нет |
| Обычный вход | Выровненные последовательности и модель | Последовательности и калибровка по ископаемым | Выровненные последовательности |
| Показано направление происхождения | Да | Да | Нет |
Некорневое дерево — не незаконченное дерево. Это честный результат, когда данные не могут указать место корня; укоренить его без внешней группы значит придумать утверждение, которого анализ не делал.
Частые вопросы о филогенетических деревьях
Как работает ИИ-генератор филогенетических деревьев?
Вы описываете группу обычными словами. Сначала ИИ восстанавливает топологию — какие таксоны образуют каждую кладу, насколько далеко уходит каждая линия и какое значение стоит в каждом узле, — а затем рисует дерево, подписывая концы ветвей ровно теми названиями, которые вы дали. Если указать только название группы, будет взята общепринятая филогения с опубликованными длинами ветвей; если дать своё дерево, ИИ следует ему.
Понимает ли инструмент формат Newick?
Да. Вставьте строку Newick — топология будет нарисована ровно так, как записана, а длины ветвей и значения поддержки перенесены без изменений. Файла нет? Достаточно описать группировку словами: «человек и шимпанзе вместе, затем горилла, затем орангутан».
Можно ли построить дерево с временами расхождения?
Да — выберите стиль Дерево с временной шкалой. Укажите нужные датировки для узлов или просто назовите группу, и ИИ возьмёт опубликованные оценки. На схеме появится горизонтальная ось в миллионах лет с отмеченными возрастами узлов, а все концы ветвей будут доходить до современности.
Это программа для филогенетического анализа? Можно загрузить выравнивание или посчитать бутстреп?
Нет — здесь создаются *иллюстрации* деревьев для статей, преподавания, слайдов и научно-популярных текстов, а не филогенетические реконструкции. Чтобы построить дерево по данным секвенирования, используйте MEGA, RAxML, IQ-TREE, MrBayes или iTOL. Значения поддержки, которые вы указали, рисуются как есть; те, что вы не указали, — правдоподобные опубликованные величины, а не расчёт по вашим данным.
Чем филогенетическое дерево отличается от кладограммы?
Кладограмма показывает только порядок ветвления, длины её ветвей произвольны. Филограмма соотносит длину ветви с количеством эволюционных изменений, хронограмма — со временем. Все три относятся к филогенетическим деревьям, так что выбирайте по смыслу: если важны только родственные отношения, генератор кладограмм даст более простую схему.
Генератор бесплатный? Можно ли использовать деревья в коммерческих целях?
На бесплатном тарифе деревья строить можно (на экспортируемых файлах будет водяной знак). Платные тарифы убирают водяной знак и открывают все модели и экспорт в высоком разрешении; полученные иллюстрации можно использовать в курсах, публикациях и коммерческих материалах.
Как читать филогенетическое дерево
Родство читают по узлам, а не сравнивая вершины по горизонтали. Два таксона — близкие родственники, если соединяющий их узел расположен рядом с вершинами, и дальние, если для связи приходится подниматься к корню, независимо от того, насколько рядом они напечатаны. Затем посмотрите на масштабную линейку, чтобы понять, что означают длины ветвей, и на подписи узлов, чтобы увидеть, насколько надёжна каждая группировка.
Что означает масштабная линейка на филогенетическом дереве
Она задаёт единицу длины ветви, и смотреть на неё нужно первым делом. Линейка с подписью 0,05 означает пять замен на сто сайтов последовательности на такой длине ветви. Линейка в миллионах лет означает, что дерево откалибровано по времени. Если линейки на рисунке нет, считайте длины ветвей лишёнными смысла.
Что такое внешняя группа на филогенетическом дереве
Внешняя группа — таксон, заведомо лежащий вне изучаемой группы и включённый специально для того, чтобы дерево можно было укоренить. Она показывает, какие состояния признаков предковые, и тем самым задаёт направление происхождения для всего остального. Слишком далёкая внешняя группа делает укоренение неустойчивым; взятая изнутри группы — укореняет дерево неверно.
Что означают значения бутстрэпа
Значение бутстрэпа — доля пересобранных наборов данных, в которых воспроизвелась та же клада: 95 значит, что группировка появилась в 95 репликах из 100. Оно измеряет, насколько последовательно данные поддерживают группировку, а не её возраст и не её истинность. Значения выше примерно 70 обычно считают приемлемой поддержкой; низкие отмечают ветви, которые стоит считать неразрешёнными.
Чем узел отличается от клады
Узел — это одна точка ветвления: ближайший общий предок всего, что расположено за ней. Клада — этот узел вместе со всеми его потомками. То есть узел — точка на дереве, а клада — вся висящая на ней группа; назвать кладу значит указать на узел.
Как построить филогенетическое дерево
Для рисунка достаточно описать группу словами — будет нарисована принятая сегодня филогения, — либо вставить строку Newick из собственного анализа, и она будет отрисована как есть. Для исследования само дерево получают из данных последовательностей: выровняйте последовательности, выберите модель замен, постройте дерево методом максимального правдоподобия или байесовским выводом и принесите полученный Newick сюда, чтобы его нарисовать.
Что такое древо жизни
Древо жизни — единая филогения, связывающая все известные организмы, укоренённая вблизи разделения бактерий, архей и эукариот. Публикуемые версии всегда представляют собой сводки: у полного дерева были бы миллионы вершин, поэтому любая пригодная для рисования версия сворачивает целые группы в отдельные ветви и показывает лишь ту детальность, которую способен вместить рисунок.
Источники
Продолжить изучение
Другие наши инструменты для схем и руководства к ним.
Инструменты
Постройте своё первое филогенетическое дерево
От списка организмов до готового к публикации дерева — примерно за минуту.
Начать