Question

生物学中构建进化树的意义是什么？

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Answer 1

按DNA或蛋白质序列构建树，一般归为谱系发育研究，其中建树是非常关键的一部分。   建树的基本目的，是理清手上一把序列之间的相互关系，这和聚类任何其它东西都很类似，最直观的做法就是两两比较，按某种定义算出距离，然后按距离远近把它们排个序。这是建树的基本方法之一，距离法，基本就是聚类方法。这种类型的树可以说体现的只是序列间的相似程度。   但是建树还有另外两种方法：最大似然法和贝叶斯法。这两种方法与聚类有什么不同呢？个人认为关键在于，一般的聚类是基于一系列静态的特征，而谱系发育中考虑的是随时间变化的一系列特征，具体到DNA和蛋白质序列，就是DNA碱基对或蛋白质对间的相互替代速率。   比如具体来说，两条序列ACTTG，ACTTT，在距离法中，我们所考虑的差别就是它们仅相差一个碱基。但如果使用另外两种方法，首先我们需要定义一个碱基突变的模型，然后考虑时间问题，意思就是比如假设这两条序列进化的时间很短，那么它们其中一个是由另一个直接突变而来的概率就比较大，也就是说它们更有可能亲缘关系很近，但如果它们的进化时间非常长，那么情况就复杂得多，因为有可能不只发生了一次突变，甚至它们有可能是由两条不相关的序列分别突变而来，也就是说它们的亲缘关系不见得很近。   所以在这类树上所体现的并非只是相似度，而每一条枝长实际上是突变速率与时间的乘积。当模型进一步复杂化，考虑DNA突变的不同方式，点突变，重组，水平基因转移等等，不同进化机制，如有无选择压力，再考虑到空间分布，区域隔离等等因素后，所获得的信息就更加丰富多样。

Answer 2

构建“进化树”有利于人们更好地理解不同生物在进化上的相互关系和亲缘关系。进化树是借助分类学、遗传学、生物化学、分子生物学等等生物科学中的学科构建出来的，具有一定的科学性。

Answer 3

根据蛋白质的序列或结构差异关系可构建分子进化树(evolutionary tree)或种系发生树(phylogenetic tree)。进化树给出分支层次或拓扑图形，它是产生新的基因复制或享有共同祖先的生物体的歧异点的一种反映，树枝的长度反映当这些事件发生时就存在的蛋白质与蛋白质之间的进化距离。根据进化树不仅可以研究从单细胞有机体到多细胞有机体的生物进化过程，而且可以粗略估计现存的各类种属生物的分歧时间。通过蛋白质的分子进化树分析，为从分子水平研究物种进化提供了新的手段，可以比较精确的确定某物种的进化地位。对于物种分类问题，蛋白质的分子进化树亦可作为一个重要的依据。

Answer 4

进化树在生物学中，用来表示物种之间的进化关系。生物分类学家和进化论者根据各类生物间的亲缘关系的远近，把各类生物安置在有分枝的树状的图表上，简明地表示生物的进化历程和亲缘关系。在进化树上每个叶子结点代表一个物种，如果每一条边都被赋予一个适当的权值，那么两个叶子结点之间的最短距离就可以表示相应的两个物种之间的差异程度。从进化树中还可看出：生物进化有一个规律，都是从水生到陆生，从低等到高等，从简单到复杂。