生物学の系統樹について質問です。

質問

生物学の系統樹について質問です。
NJ法などで系統樹を描くとき、たとえばA,B,C,D,E,a,b,c,d,eの10個から作ったとします。
このとき系統樹の枝が大文字と小文字で大きく分かれたとして、次に全く同じプログラムを使って、A,B,C,a,b,cで系統樹を描いたら、大文字と小文字がサブツリー内に混在する系統樹が描写された・・・のようなことは経験ありますか？
この様に系統樹を描き、その後その系統樹のいくつかのものだけをピックアップして再度NJ法による計算を行うと、大元の系統樹を反映していない図が描かれてしまいます。
このような事例について、なぜ起こるのかと言った原因から、どうすれば対策できるのかまで、何でも構いませんので、同じような体験をされている方からアドバイスを頂きたいと考えております。
ご存知の方ご教授をお願いいたします。

回答No.3

gramin · ベストアンサー

再登場です。このパズル、とっても頭の体操になって楽しかったです。
添付した図のような場合にCTABさんのような状況が起きます。
上の図ではBとDが100個もの共有派生形質をもっていて、この影響でBはAやCよりもDと近縁とみなされます。
BとAの間にも、赤で描いた50個の共有派生形質があるのですが、これらは平行進化と解釈した方が最節約な説明になるわけです。
ところが、Dを解析から取り除くと、この50個の形質はAとBが近縁であるということを支持するので、
上の系統樹ではAとCを結び付けていた2個の派生形質が平行進化とみなされるようになるというわけです。

実際に、一部の枝で突然変異が多くなると、他の部分に影響が出るようです。

お礼

うわー凄い分かりやすいです。
わざわざこの様な図まで示していただき本当にありがとうございました。
なるほどといった感じです。
今後はご指摘の内容を頭に入れながら、系統樹について取り組んでいきたいと思います。
ありがとうございました。

回答No.2

noname#161198

より上位のクラスタリングは、そのクラスターが含むOTUの平均で遺伝距離を比べることになるはずですので、当然どのOTUを含むかによっていくらか樹形は変わってきます。例えば、(ABC)-Dの遺伝距離 > D-Eの遺伝距離 でも (AB)-Dの遺伝距離 < D-Eの遺伝距離 というようなことはあり得るので、この場合前者では(ABC)-(D-E)、後者では((AB)-D)-Eと異なる樹形になります。

Bootstrapはかけてみましたか？Bootstrap値の低いノードは信頼性が低く、すぐに樹形が変わってしまいます。

一応確認ですが、外群を設定しないunrooted treeの場合、実際には同じトポロジーが一見全然違うもののように見えることがあります。例えばA-(B-C), B-(A-C), C-(A-B)は全て同じトポロジーです。

お礼

BootStrapは1000で行っています。900以上あるところでもずれていたりと、困惑しています。
外群は入れてます。無根系統樹ではありません。

>例えば、(ABC)-Dの遺伝距離 > D-Eの遺伝距離 でも (AB)-Dの遺伝距離 < D-Eの遺伝距離 というようなことはあり得るので、この場合前者では(ABC)-(D-E)、後者では((AB)-D)-Eと異なる樹形になります。
>例えばA-(B-C), B-(A-C), C-(A-B)は全て同じトポロジーです。
あー正直形状ばかりこだわり、目をそらしていた部分でした。
各OTU間の相同性からもう少し調べてみたいと思います。
また、そこを含めて、もう少し勉強してみたいと思います。
色々と参考になりました。
回答ありがとうございました。

回答No.1

gramin

この問題を、より単純な例でいうと、A,B,Cの3つのOTUで描いた系統樹と、
A,B,C,Dの4つのOTUで描いた系統樹のうちのA,B,C部分のトポロジーが異なる
ということですよね。
つまり、Dの影響でA,B,Cの系統関係の推定に影響が出るということです。
こういうことってあるのではないでしょうか。

お礼

やはりあるんですね。
A,B,C,D,OGからA,B,C,OGで描きなおしたときに、予想と違う図が出て困っていたという背景があるんです。
5つのときはAとBがセットでCとDが付属、OGがアウトグループだったのに、Dを抜いたらOGをアウトグループにして、AとCがセットでBが付属になってしまった・・・みたいな感じでなんです。
やはり理論的な面も勉強しないと駄目ということですね。
回答がありがとうございました。
もう少し勉強してみたいと思います。