Rekonstruktion phylogenetischer Bäume.

Dendrogramm

Baum mit Distanzen (Längen an Ästen)

Phylogenie-Methoden: Distanzmethoden (UPGMA, Neighbour-Joining) Parsimony Probabilistische Methoden: Likelihood, Bayes-Methoden

Distanzmethoden

Distanzmethoden

Maximum Parsimony

Maximum Likelihood

Test auf Zuverlässigkeit phylogenetischer Bäume: Bootstrap-Verfahren Allgemein: Wiederhole statistischen Test nach Re-Sampling, d.h. durch zufälliges “Ziehen” neuer Proben. In Phylogenie: Wähle zufällig Spalten aus Alignment aus Wiederhole Konstruktion des Baums (z.B. 1000 mal) Berechne für jede Kante: Wie oft kommt sie vor?

Kombination heterogener Daten zur Konstruktion von phylogenetischen Bäumen: 1. Supertree: Kombiniere mehrere Bäume zu einem “Superbaum” 2. Supermatrix: Konstruiere Matrix (= Alignment) aus heterogenen Datenquellen Problem: Nicht alle Sequenzen/Spezies kommen in allen Bäumen/Datensätzen vor

Rekonstruktion phylogenetischer Bäume Rekonstruktion phylogenetischer Bäume. Beispiel: Rekonstruktion der Phylogenie der Porifera (Schwämme); DFG-Projekt “Deep metazoan phylogeny” (Gert Wörheide, Fabian Schreiber) Frage: Sind die Porifera eine “monophyletische” Gruppe?

Phylogenetic Reconstuction: An Example Organims of interest: Sponge Biological Question: Are Sponges mono-/paraphyletic?

Build Dataset DNA/Protein Sequence from Sponge Gene Search for Homologs using e.g BLAST Query Sequence Hits from Search: “putative” homologs Dataset

Sequence alignment Hits from Search: “putative” homologs Use Dataset Alignment tools: -Clustalw -T-Coffee -Dialign ...many more Sequence Alignment to bring sequences in relation

Estimate Phylogeny Alignment Phylogeny Methods: Distance-based: ---Nj ---UPGMA Parsimony: ---Max.Parsimony(Phylip/Paup) Statistical: ---Max.Likelihood (Phyml) ---Bayesian Inf. (MrBayes) Phylogenetic Tree

Interpretate results Hypothesis: Sponges are monophyletic