2020-10-16

系统发育树

系统发育树又名分子进化树，是生物信息学中描述不同生物之间相关关系的方法。通过系统学分类分析，可以帮助了解生物的进化历史过程。

主要分为有根树和无根树，有根树是有方向的树，包含唯一的节点，将其作为树中所有物种的共同祖先，反映了树上物种或基因的时间顺序。无根树只是指明了种属的相互关系，没有确认共同祖先或进化途径。

1 加载包

#install.packages("MASS")
#install.packages("cluster")
#install.packages("mgcv")
#install.packages("ape")
#install.packages("phytools")
library("ctv")#自动安装任务视图相关的包
library("ape")#自定义的系统进化树

系统发育树是研究物种进化历史必不可少的信息，可以利用它反映一些重要历史线索，如：

1.生物多样性（物种形成或灭绝）；

2.物种性状进化与多样化（Character evolution and diversification）；

3.生物地理学（研究动植物的地理分布）；

2 系统发育探究

tree = "(((((((cow, pig),whale),(bat,(lemur,human))),(robin,iguana)),coelacanth),gold_fish),shark);"#从字符中读取树文件
vert.tree <- read.tree(text=tree)#读取树文件
plot(vert.tree) #进行普通可视化

生物随着环境的变化而发生变化。演变发育具有一定的关联，如鲸鱼蜕变演化成了牛和猪，三者之间具备一定的亲疏性。为了更加形象分析，进行转换如下：

plot(vert.tree,type="cladogram") #改变聚类树的形状变成三角形

plot(unroot(vert.tree),type="unrooted")

plot(vert.tree,type="fan")#绘制谱系树

tree<-read.tree(text="(((A,B),(C,D)),E);")
plot(tree,type="cladogram",edge.width=2)

plot(tree,edge.width=2,label.offset=0.1,type="cladogram")
nodelabels()#可以多次调用，从而在枝上显示多种方法得到的节点支持率
tiplabels()#可以设置tip周围的图标

从上看出鲨鱼和鱼相邻较近，挨着越近的生物，亲疏性较好。也可对其距离进行一定测量，如下所示：

library(ape)
trnwk <- "((((Homo:0.21,Pongo:0.21):0.28,Macaca:0.49):0.13,Ateles:0.62)"
trnwk[2] <- ":0.38,Galago:1.00);"
tr <- read.tree(text = trnwk)#读取树文件
plot(tr)
axisPhylo()#添加坐标轴