10: Вступ до моделей народження-смерті
- Page ID
- 4258
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
У цьому розділі представлені моделі народження-смерть та узагальнені їх основні математичні властивості. Моделі народження-смерті передбачають закономірності видового різноманіття за часовими інтервалами, а також можуть бути використані для моделювання росту філогенетичних дерев. Ми можемо візуалізувати ці закономірності, вимірюючи рівновагу дерева та створюючи графіки лінійного часу (LTT).
- 10.1: Дисбаланс різноманітності рослин
- Різноманітність квітучих рослин (покритонасінних) карликує кількість видів їх найближчих еволюційних родичів. Налічується понад 260 000 видів покритонасінних рослин. Клод зародився більше 140 мільйонів років тому, і всі ці види сформувалися з тих пір. Можна протиставити різноманітність покритонасінних рослин з різноманітністю інших груп, що виникли приблизно в один і той же час. Наприклад, голонасінні рослини, яким старі, як покритонасінні, включають лише близько 1000 видів.
- 10.2: Модель народження-смерть
- Модель народження-смерть - це безперервний марківський процес, який часто використовується для вивчення того, як змінюється кількість особин у популяції з часом. Для макроеволюції ці «особини» зазвичай є видами, іноді званими в літературі «родовими». У моделі народження-смерть можуть відбуватися дві речі: народження, де кількість особин збільшується на одиницю; і смерть, де кількість особин зменшується на одиницю.
- 10.3: Моделі народження-смерті та філогенетичні дерева
- Основним ускладненням філогенетичних досліджень моделей народження-смерті є те, що ми отримуємо «цензурований» погляд на процес, в тому, що ми спостерігаємо лише лінії, які доживають до наших днів.
- 10.4: Імітація дерев народження-смерті
- Ми можемо використовувати статистичні властивості моделей народження-смерть для моделювання філогенетичних дерев у часі. Ми могли б почати з одного роду в момент 0. Однак філогенетичне дерево часто починається з першої події видоутворення в кладі, тому можна також почати моделювання з двома лініями під час 0 (ця різниця стосується відмінності між віком крони та стебла кладів.
- 10.5: Топологія дерева, форма дерева та баланс дерева за моделлю народження-смерті
- Топологія дерева узагальнює закономірності еволюційної спорідненості серед групи видів, незалежних від довжини гілок філогенетичного дерева. Два різних дерева мають однакову топологію, якщо вони визначають однаковий набір кладів. Це важливо, тому що іноді два дерева можуть виглядати дуже по-різному і все ще мають однакову топологію.
- 10.6: Графіки лінійного наскрізного часу
- Іншим основним способом кількісної оцінки філогенетичної форми дерева є створення лінійних графіків через час. Ці ділянки мають час уздовж осі x (від кореня дерева до наших днів), і реконструйоване число ліній на осі y. Оскільки ми зазвичай розглядаємо моделі народження-смерті, де кількість ліній, як очікується, зростатиме (або зменшуватиметься) експоненціально через час, то типовою практикою є лог-перетворення осі y.