模拟分类法

Joelle Barido-Sottani、Rachel C.M.Warnock

2024-09-05

这个小插曲提供了关于包如何存储和通过分类学对象和用于模拟物种分类的可用选项。

目录

分类对象

系统发育树对象,采用大多数软件使用的格式包裹,通常不包含有关物种的信息时间。时间尺度的系统发育是关于最小数量的在特定时刻共存的血统,但不是关于起点和终点物种点或模式物种形成。三种模式古生物学中广泛讨论的物种形成文献如图1所示。并且可以使用化石模拟人:

**图1**。可以使用FossilSim模拟三种不同的物种形成模式。萌芽和分叉也称为不对称和对称物种形成。

图1.三种不同的物种形成模式使用FossilSim进行模拟。也指萌芽和分叉不对称和对称物种形成。

这些过程之间的区别很重要,因为它们使用不同的方法对参数估计产生影响。

在分子系统发育学中,我们通常画出完整的树分叉结构(即每个节点产生两个后代分支)。这也是大多数人将树存储在计算机内存中的方式系统发育软件包,包括然而可能并不是每个内部边缘都代表一个独特的物种。相反,一些物种形成事件可能正在萌芽而不是分叉或者在沿着内部边缘的某个点上可能已经发生了营养不良。收件人探索不同物种形成模式的影响这一点值得了解物种之间随时间的关系(分类学)以及相应的树对象。

化石模拟人包含用于模拟物种的选项不同物种形成模式下的进化,如本节所述模拟分类法.有关的信息真正的物种分类存储在分类学对象,将与相应的门(phylo)用于模拟物种进化的对象。

该对象包含一个详细描述物种分类的数据框架包含中每个边缘和物种的以下7个字段相应的门(phylo)对象:

一个新的分类学对象可以通过传递将上述信息发送给分类学()功能。

也可以模拟隐秘物种。在隐秘的物种形成下后代物种将无法与祖先和分类学对象可以使用其他可选字段:

由提供的信息之间的关系分类学对象和相应的门(phylo)当你开始模拟物种和探索时,物体会变得清晰输出。

这个分类学对象可以用作起点用于模拟化石或其他需要的下游分析关于离散物种单位的信息。

特别说明出生率和死亡率用作出生-死亡过程中的参数通常与在上述过程中物种出现和灭绝的速度,除非物种形成完全通过萌芽发生。

模拟分类法

物种进化或分类可以在化石模拟人在一个混合的物种形成模型下结合了三种物种形成模式——萌芽(或不对称),分叉的(或对称的)和无控制的——除了隐的物种形成(斯塔德勒等。2018).这种混合物种形成模型在前面的(Bapst 2013)也可以作为这个古树包裹(巴普斯特2012).

在生与死的过程中\(\lambda\)是分支事件发生的速率,而\(\mu\)是血统的速率发生终止。这些是通常用于模拟的参数birth-death树(有关示例,请参阅下面的代码片段)。混血儿物种形成模型包括三个附加参数,\(\beta,\lambda_a\)\(\kappa\)定义如下:

这些进程和底层树之间的关系相应结构中的门(phylo)对象在中进行了描述部分分类对象.模拟中任何用户指定树的物种进化或分类化石模拟人很简单。

#设置随机数生成器种子以使用相同的代码生成相同的结果
设置种子(123)

#使用基于叶尖数的TreeSim模拟树
λ= 1
= 0.2
提示= 8
t吨=树图像::sim.bd.分类群(n个=提示,numbsim(数字)= 1,λ=λ,亩=亩)[[1]]
#t是phylo类的对象
t吨
#>
#>具有10个尖端和9个内部节点的系统发育树。
#>
#>提示标签:
#>t2、t5、t8、t4、t9、t10。。。
#>
#>生根;包括分支长度。
#使用t$edge、t$edge.length、t$root.edge查看树属性

#模拟完全萌芽物种形成
= 模拟轴索切开术(树=t)#这相当于使用默认参数beta=0,lambdaa=0,kappa=0
#s是类分类的对象

#>sp边缘父级开始结束模式cryptic.id
#>1 1 8 0.38710924 0.00000000 b 0 1
#>2 2 4 0.14461369 0.00000000 b 0 2
#>3 3 6 0.08786013 0.00000000 b 0 3
#>4 4 14 10 0.84708717 0.52482777 b 0 4
#>5 4 17 10 0.52482777 0.14461369 b 0 4
#>6 4 4 10 0.14461369 0.00000000 b 0 4
#>7 5 5 8 0.10233497 0.00000000 b 0 5
#>8 6 19 8 0.44503437 0.08786013 b 0 6
#>9 6 6 8 0.08786013 0.00000000 b 0 6
#>10 7 7 4 0.52482777 0.00000000 b 0 7
#>11 8 15 10 1.53730579 0.44503437 b 0 8
#>12 8 16 10 0.44503437 0.38710924 b 0 8
#>13 8 18 10 0.38710924 0.10233497 b 0 8
#>14 8 8 10 0.10233497 0.00000000 b 0 8
#>15 9 9 10 1.17167856 0.09161934 b 0 9
#>16 10 11 0 3.34383891 1.53730579 o 0 10
#>17 10 12 0 1.53730579 1.17167856 o 0 10
#>18 10 13 0 1.17167856 0.84708717 o 0 10
#>19 10 10 0 0.84708717 0.34120366 o 0 10
#>分类学代表19个边缘的10个物种。

请注意模拟轴索切开术分配萌芽物种是确定性的–在每个分支事件中,“左”下降边将始终被分配祖先物种标签和“权利”后代边缘永远是新物种。这意味着即使没有设置随机数种子模拟轴索切开术将永远在以下情况下产生相同的输出\(\β=0\).

化石模拟人包含用于绘制程序包输出。这个绘图分类法函数将生成突出显示物种分类以及相应的分支树对象。

请注意,R会检测您要绘制的对象类型此案例分类,并将自动调用绘图.轴切开术应用函数时情节类的对象分类学.使用?绘图分类法查看可用于更改图形的外观。

情节(s,),树=t、,图例位置= “左上”)

#完全分叉物种形成下的模拟
= 模拟轴索切开术(树=t、,β= 1)
情节(s,),树=t、,图例位置= “左上”)

#混合形态下的模拟
= 模拟轴索切开术(树=t、,β= 0.5,λ.a= 1,卡帕= 0.1)
情节(s,),树=t、,图例位置= “左上”)

请注意绘图分类法只绘制真实的物种,并且忽略任何有关隐秘物种形成的信息(即函数使用这个服务提供商标签并忽略cryptic.id).

给定现有分类学也可以添加的对象利用功能下游的再生或隐秘物种模拟管理物种sim.cryptic.物种。这些函数还返回分类学对象。

#模拟分类学,不含再生或隐秘物种
第1页= 模拟轴索切开术(树=t、,β= 0.5)

#模拟再生物种
#注意,此函数还需要相应的树对象
s2秒= 模拟管理物种(树=t、,物种=第1页,λ.a= 1)

#模拟隐秘物种
第3节= sim.cryptic.物种(物种=s2,卡帕= 0.1)

这些函数不能与一起使用分类学物体已经包含再生或隐秘物种的。

另请参见

请参阅古树通过小插曲了解如何化石模拟人对象可以转换为古树物体。

工具书类

Bapst,D.W.(2012)。古树:AnR(右)的程序包进化的古生物学和系统发育分析。中的方法生态学与进化,, 803–807.
Bapst,D.W.(2013)。何时可以使用形态学?公共科学图书馆期刊,8,e62312。
Stadler,T.、Gavryushkina,A.、Warnock,R.C.M.、Drummond,A.J&希思,T.A.(2018)。化石地层范围数据分析的生死模型不同的物种形成模式.理论生物学杂志,447, 41–55.