Страница четвертого семестра | Учебный сайт Екатерины Швецовой

Филогенетическое дерево

С помощью филогенетических деревьев можно наглядно представить эволюционные взаимосвязи между различными видами, имеющими одного предка. На основе уже имеющегося общего филогенетического дерева нескольких видов (приведено на рис. 1) было составлено дерево для восьми видов.

Рис. 1. Филогенетическое дерево нескольких видов бактерий отдела Firmicutes.

Список выбранных видов с соответствующими идентификаторами можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1. Виды бактерий отдела Firmicutes, выбранные для построения дерева.

Название	Мнемоника
Bacillus anthracis	BACAN
Clostridium botulinum	CLOB1
Finegoldia magna	FINM2
Geobacillus kaustophilus	GEOKA
Lactobacillus delbrueckii	LACDA
Listeria monocytogenes	LISMO
Staphylococcus epidermidis	STAES
Streptococcus pneumoniae	STRPN

Соcтавлена скобочная формула дерева восьми выбранных организмов:
((CLOB1,FINM2),((LACDA,STRPN),(((BACAN,GEOKA),LISMO),STAES))).

Для создания графического изображения скобочная формула была сохранена в файл с расширением .tre (ссылка на файл), который затем был открыт в программе MEGA. Получившееся изображение можно увидеть на рис. 2.

Рис. 2. Изображение филогенетического дерева выбранных видов бактерий отдела Firmicutes.

Ветвь дерева — связь между узлами (точки разделения предковой последовательности (вида, популяции) на две независимо эволюционирующие) или между узлом и листом (реальный объект, вид). Каждая ветвь разбивает множество листьев на два. В каждом дереве есть тривиальные ветви (отделяющие один лист от всех остальных) и нетривиальные ветви.

Для полученного дерева был составлен список нетривиальных ветвей как разбиений множества листьев:

{CLOB1,FINM2} vs {LACDA,STRPN,BACAN,GEOKA,LISMO,STAES}
{BACAN,GEOKA,LISMO} vs {CLOB1,FINM2,LACDA,STRPN,STAES}
{CLOB1,FINM2,LACDA,STRPN} vs {BACAN,GEOKA,LISMO,STAES}
{CLOB1,FINM2,BACAN,GEOKA,LISMO,STAES} vs {LACDA,STRPN}
{CLOB1,FINM2,LACDA,STRPN,LISMO,STAES} vs {BACAN,GEOKA}

Далее с помощью сервиса NCBI была определена таксономия выбранных бактерий. Все они относятся к cellular organisms; Bacteria; Firmicutes. Дальнейшие таксономические различия представлены на табл. 2.

Таблица 2. Виды бактерий отдела Firmicutes (с указанной таксономией).

Название	Мнемоника	Таксономия
Bacillus anthracis	BACAN	Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus; Bacillus cereus group
Clostridium botulinum	CLOB1	Clostridia; Clostridiales; Clostridiaceae; Clostridium
Finegoldia magna	FINM2	Clostridia; Clostridiales; Peptoniphilaceae; Finegoldia
Geobacillus kaustophilus	GEOKA	Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Geobacillus
Lactobacillus delbrueckii	LACDA	Bacilli; Lactobacillales; Lactobacillaceae; Lactobacillus
Listeria monocytogenes	LISMO	Bacilli; Bacillales; Listeriaceae; Listeria
Staphylococcus epidermidis	STAES	Bacilli; Bacillales; Staphylococcaceae; Staphylococcus
Streptococcus pneumoniae	STRPN	Bacilli; Lactobacillales; Streptococcaceae; Streptococcus

Если сопоставить полученную информацию о таксономии с построенным ранее филогенетическим деревом, можно заметить, что,
нетривиальная ветвь {CLOB1,FINM2}vs{LACDA,STRPN,BACAN,GEOKA,LISMO,STAES} выделяет класс Clostridia (и класс Bacilli),
{CLOB1,FINM2,LACDA,STRPN}vs{BACAN,GEOKA,LISMO,STAES} - порядок Bacillales,
{CLOB1,FINM2,BACAN,GEOKA,LISMO,STAES}vs{LACDA,STRPN} - порядок Lactobacillales,
{CLOB1,FINM2,LACDA,STRPN,LISMO,STAES}vs{BACAN,GEOKA} - выделяет семейство Bacillaceae. Наглядное представление сопоставленного с таксономией филогенетического дерева выбранных бактерий можно увидеть на рис. 3.

Рис. 3. Изображение филогенетического дерева выбранных видов бактерий отдела Firmicutes. На данном изображении приведена некоторая таксономия бактерий.