Systematik und Evolutionsbiologie

Supertrees und Phyloinformatik

Die molekulare Revolution, kombiniert mit der Verfügbarkeit von Sequenzdaten in öffentlichen Datenbanken wie GenBank, Swiss-Prot, oder HOVERGEN, hat die Bandbreite phylogenetischer Rückschlüsse ungemein gesteigert. Nie zuvor waren so viele informative Daten erhältlich. Allerdings hat die Welle neuer Daten auch eine Welle neuer Fragen und Probleme mit sich gebracht: Wie können wir die Daten am besten analysieren um eine möglichst umfangreiche und stabile Stammesgeschichte zu erreichen?

 

 

Supertreekonstruktion

 

Phylogenetische Supertrees repräsentieren eine alternative Betrachtungsweise zu traditionellen phylogenetischen Methoden, bei denen die Stammbäume, die von Primärcharakterdatensätzen erhalten wurden, stattdessen mit den Datensätzen selber kombiniert werden. Hierfür ist möglicherweise ein größerer Teil der historischen und globalen systematischen Datenbanken hilfreich, weil sogar inkompatible Datentypen (DNA-Hybridisierungsdaten und DNA-Sequenzdaten) kombiniert werden können.

Supertrees werden benutzt um große umfassende Abstammungsgeschichten erfolgreich herzuleiten. Mit der Benutzung von Supertrees waren wir in der Lage die erste nahezu komplette Phylogenie der noch vorhandenen Säugetiere auf Artebene herzuleiten. Der Säugetier-Supertree, wie auch die anderen umfangreichen Supertrees, hat sich von unschätzbarem Wert erwiesen, um die Biologie der Gruppe zu verstehen.
 

Der Säugetiersupertree von Bininda-Emonds et al. (2007).

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The mammal supertree
 

Die Forschung über Supertrees der Gruppe findet an den beiden Fronten Empirie und Theorie statt:

  • Empirisch
    • eine Aktualisierung des Supertrees der fleischfressenden Säugetiere (Katrin Dix)
    • ein Supertree der Schlangen (Lars Schlegel)
 
  • Theoretisch
    • weitere Untersuchungen für die Ermittlung der Knotenunterstützung bei Supertrees
    • Fortsetzung der Entwicklung  von Supertreealgorithmen und -methoden
    • Vereinigung der Supertree- und Supermatrix- Lösungsansätze in einer divide-and-conquer- Grundstruktur 
    • Entwicklung von Computerprogrammen
 
 
 
Einige hilfreiche Links, die Supertrees beinhalten:
  
 

Zusätzliches Projektmitglied: Olaf Bininda-Emonds
Externe Mitarbeiter: Vincent Berry (Université Montpellier II), Andy Purvis (Imperial College London), Charles Semple (University of Canterbury)


Phyloinformatik

 

Abseits von Superstammbäumen, die eigentlich auch unter die Phyloinformatik fallen, erforschen wir auch andere Aspekte dieses Gebiets, wobei wir häufig Superstammbäume benutzen, um einen umfassenderen Rahmen zu erreichen, der anders sonst nicht erreichbar wäre:

  • Entwicklung von Werkzeugen, um DNA-Sequenzdaten automatisch zu handhaben:
  • vergleichende Forschungen über:
    • Anteile der molekularen Evolution der Säugetiere und Gene (unter Zuhilfenahme von moleRat.pl)
    • phylogenomische Konflikte zwischen Genen und Genomen innerhalb der Familien der Säugetiere
    • chromosomale Evolution der Wirbeltiere
  • Forschungen über die Begrenzungen von Denkansätzen und über neue Vorgehensweisen zur Bildung sehr großer Abstammungsgeschichten:
    • Bildung sehr großer Phylogenien
    • Darstellung objektiver Stopkriterien für nicht-parametrische bootstrap
Bildung molekularer Phylogenien!
 

Rates of molecular evolution in mammals

Vergleichende Anteile molekularer Evolution bei Säugetieren. Rote Stämme zeigen entweder signifikant höhere (>0) oder niedrigere (<0) relative Anteile der molekularen Evolution als der Durchschnitt der Säugetiere. (Angepasst von Bininda-Emonds, 2007)

 
Interessante phyloinformatische Ressourcen:
  
 
Projektmitglied: Olaf Bininda-Emonds
Externe Mitarbeiter: Vadim Goremykin (IASMA Research Center), Michael Ott (TU München), Alexandros Stamatakis (LMU München)