AI 图表工具

系统发育树生成器

列出生物名称,或贴上 Newick 字符串,AI 会理清分支顺序、按比例画出枝长,并标好支持率和比例尺。不需要序列比对文件,也不用装桌面软件。

系统发育树示例

同一棵进化树的五种画法,每种都配有真实生成的图 —— 点击卡片即可套用样式,或放大查看完整图像。

枝长树(phylogram)
时间标度树
类群标注树
末端配插图
白板手绘

什么是系统发育树?

系统发育树是一张分支图,表示一组生物 —— 物种、种群或基因 —— 如何从共同祖先分化而来。每个末端是一个分类单元,每个内部节点是其下所有分支的最近共同祖先,节点之间的枝条则代表谱系。它与普通支序图的关键差别在于:这里的枝长是一个量 —— 在枝长树(phylogram)上,它与该谱系累积的演化改变量成正比;在时间树(chronogram)上,它就是时间;比例尺会告诉你读的是哪一种。

已发表的树通常还带两样东西。节点上的支持率 —— 自展值(bootstrap)或贝叶斯后验概率 —— 说明数据在多大程度上支持这一分组;外群则为树定根,使演化方向得以确定。这个系统发育树生成器负责画图:用平实的语言描述类群、贴上 Newick 字符串,或给出你自己的分歧时间,AI 会确定拓扑并画成可直接用于讲课幻灯、学位论文或期刊论文的图。

要点

  • 只有当图上有比例尺时,枝长才有含义;没有比例尺,这棵树表述的就只是分支顺序。
  • 节点是假设中的共同祖先,不是化石;它通常既没有名字,背后也没有标本。
  • 节点上的支持值——自展值或贝叶斯后验概率——描述的是对这个分组的把握程度,而不是它的年代。
  • 根的位置由外类群确定。无根树表述同样的亲缘关系,但不给出衍生的方向。
  • 并排印在一起的两个末端也可能是远亲:亲疏要沿着节点读,而不是横着看这一页。

系统发育树是怎么生成的

1

描述这组生物

写下物种名、贴上带枝长的 Newick 字符串、给出分歧时间,或者只写一个类群名 —— 比如“人猿超科”。AI 会推定分支顺序和每条谱系的长度;你没有指定拓扑时,采用目前公认的系统发育关系。

2

选择树形样式

可以是枝长按比例、节点标有支持率的发表级进化树,可以是横轴以百万年为单位的时间标度树,也可以是带类群色块的综述配图、末端配插图,或者一张白板手绘。

3

在工作台里细调

生成的树会在工作台中打开,你可以局部修改、调整标签、超分放大,并导出高分辨率文件,用于幻灯片、海报、学位论文或期刊论文。

系统发育树的组成部分

一张已发表的树,携带的信息远不止分支顺序,而多出来的那部分很容易被一眼扫过去。下面这些部件正是承载这些信息的地方——读树时值得逐个确认,也是生成器可以替你标注的:

枝长

谱系在横向上延伸的长度——支序图丢掉的正是这个量。

比例尺

一个枝长单位代表多少,通常是每位点的替换数。

支持率

节点上的自展值或后验概率:数据对这一分叉的支持强度。

节点年代

在时间标度树上,这个节点落在横轴的哪个位置,以百万年计。

外群

目标类群之外的分类单元;没有它,树就没有根,也不陈述演化方向。

末端是否齐平

末端彼此对齐,还是各自停在自己的深度——判断手里是哪一种树的第一眼线索。

姊妹群

从同一个节点分出的两条谱系;在这棵树上,彼此互为最近的亲缘。

拓扑

分支骨架——根、节点、末端与支系——这部分与任何支序图共通。

只有横轴携带信息。末端在纵向上的排列顺序只是画法约定:任何节点下的两支都可以自由旋转,同一棵树画成直角、斜线还是环形,所陈述的亲缘关系一个字都不会变。

根、节点、末端、支系在任何树上含义都相同,支序图也不例外,所以本页不再重复定义。这套术语在这里讲全了: 支序图生成器

怎样读系统发育树才不会读错

读错这类图,几乎都是因为把图上没说的东西读了进去。有三点值得点名:

距离沿着枝条量,而不是顺着纸面量

并排印在一起的两个末端,完全可能是远亲。亲疏取决于两条谱系在哪里汇合 —— 共享最近共同祖先的类群最近 —— 在枝长树上,演化距离是两个末端之间的枝长总和,绝不是它们两行之间的间距。

枝条最长的不等于最“高等”

所有现生末端从根算起经历的时间完全相同。枝条长,说明这条谱系累积了更多改变,通常是因为它演化得快或分出得早,并不意味着它更复杂、更成功或更“现代”。

没有支持率的节点不是定论

自展值 55,说的是数据只是勉强偏向这种分组而已。支持率很低、或干脆不标支持率的树,陈述的是一个假说 —— 真正靠得住的,是那些支持率高的部分。

系统发育树用在什么地方?

论文、学位论文与综述

带准确学名、支持率和比例尺的干净枝长树,可用于引言的背景部分、综述或分类学配图 —— 不用准备数据文件,也不用打开建树软件。

讲课与科普传播

时间标度树和末端配插图,正是幻灯片和科普文章需要的 —— 这类图建树软件不会画,往常得另请插画师。

进化单元、复习笔记与实验报告

进化单元的课件、复习笔记和实验报告:写下类群名,就能得到根、节点、支系和外群都摆对位置的图,也可以要一张白板版直接用于课堂。

支长树、年代树与无根树怎么分辨

先看比例尺。以每位点替换数为单位的是支长树(phylogram),以年或百万年为单位的是年代树(chronogram);既没有比例尺也没有根的,就是无根树,它只表述亲缘关系。 支序图是第四种情况:末端齐平、没有比例尺,只给出分支顺序。

支长树年代树无根树
比例尺的单位每位点替换数年或百万年通常是每位点替换数
枝长表示演化变化的量经过的时间变化的量
有没有根有,由外类群确定有没有
末端是否对齐不对齐对齐,止于现在不对齐
能否读出分歧年代不能能不能
常见输入比对好的序列加一个模型序列加化石标定比对好的序列
是否给出衍生方向是是否

无根树不是没做完的树。 当数据无法判断根落在哪里时,无根树才是诚实的输出;没有外类群就强行加根,等于凭空造出一个分析并未给出的结论。

关于系统发育树的常见问题

AI 系统发育树生成器是怎么工作的?

你用平实的语言描述这组生物。AI 会先推定拓扑 —— 哪些分类单元组成各个支系、每条谱系延伸多长、每个节点上标什么值 —— 再用你给的学名画出这棵树。只给一个类群名,它会采用目前公认的系统发育关系和已发表的枝长;给出你自己的树,它就照你的画。

支持 Newick 格式吗?

支持。贴上 Newick 字符串,拓扑会严格按字符串绘制,其中的枝长和支持率也原样保留。手边没有文件也没关系,用文字把分组写出来同样管用 —— 比如“人和黑猩猩先聚在一起,再是大猩猩,最后是猩猩”。

能画带分歧时间的时间标度树吗?

能 —— 选择 时间标度树 样式即可。你可以给出每个节点的年代,也可以只写类群名,由 AI 采用已发表的分歧时间估计。成图会带一条以百万年为单位的横轴,节点年代标在轴上,所有末端都延伸到现在。

这是系统发育分析软件吗?能载入序列比对、算自展值吗?

不是 —— 它做的是用于论文、教学、幻灯片和文章的树*图*,不做系统发育推断。要从序列数据建树,请用 MEGA、RAxML、IQ-TREE、MrBayes 或 iTOL。你提供的支持率会原样画出;你没提供的,则是合理的已发表数值,而不是对你的数据做的计算。

系统发育树和支序图有什么区别?

支序图只表示分支顺序,枝长是随意的。枝长树把枝长对应到演化改变量,时间树则对应到时间。三者都属于系统发育树,按你要表达的内容来挑:如果只关心亲缘关系,用支序图生成器画那张更简洁的图就够了。

系统发育树生成器免费吗?生成的图可以商用吗?

免费方案即可生成(导出带水印)。付费方案去除水印,解锁全部模型和高分辨率导出,生成的图可用于课程、出版物和商业材料。

系统发育树该怎么读

亲疏关系要沿着节点读,而不是横着比末端。 两个类群如果由靠近末端的节点相连,就是近亲;如果要往根的方向回溯才能连上,就是远亲——它们印得多近都不相干。接着看比例尺,弄清枝长代表什么;再看节点标签,了解每个分组的支持程度。

系统发育树上的比例尺是什么意思

它给出枝长的单位,是最该先看的东西。标着 0.05 的比例尺,表示这段枝长对应序列每一百个位点发生五次替换。若标注单位是百万年,说明这棵树经过时间标定。如果图上没有比例尺,就应把枝长当作没有含义。

系统发育树里的外类群是什么

外类群是已知位于所研究类群之外的一个类群,特意纳入是为了给树定根。它指出哪些性状状态是祖先状态,从而确定其余部分的衍生方向。选得太远,定根会不稳定;如果误选了类群内部的成员,树的根就会定错位置。

自展值(bootstrap)代表什么

自展值是重抽样数据集中重现同一支系的比例:95 表示这个分组在 100 次重复里出现了 95 次。它衡量的是数据对该分组支持的稳定程度,既不是年代,也不等于正确。一般认为超过 70 左右算是可以接受的支持;数值低的分支宜按未解决处理。

节点和支系有什么区别

节点是单个分支点,代表其之后所有类群最近的共同祖先。支系则是这个节点连同它的全部后代。也就是说,节点是树上的一个点,支系是挂在这个点下的整个类群——命名一个支系,就是在指认一个节点。

怎样构建一棵系统发育树

如果只是要一张图,用文字描述类群就会绘出目前公认的系统发育关系;也可以把自己分析得到的 Newick 字符串贴进来,按原样绘制。如果是做研究,树本身来自序列数据:先做序列比对,选定替换模型,用最大似然法或贝叶斯推断得到树,再把生成的 Newick 拿到这里作图。

什么是生命之树

生命之树是把所有已知生物联系起来的那一棵系统发育树,根定在细菌、古菌和真核生物分开的位置附近。已发表的版本都是概括:完整的树会有数百万个末端,所以任何画得出来的版本都会把整个类群压缩成一条分支,只呈现这张图能承载的细节。

画出你的第一棵系统发育树

从一串生物名称,到一张可直接发表的进化树,大约一分钟。

开始绘制