系统发生树怎么画？以及它和分支图（支序图）有什么区别

系统发生树怎么画以及它和分支图支序图有什么区别系统发生树看起来很简单几条分叉的线末端挂着几个物种名。但它承载的信息量其实很大而大多数错误都不是画得好不好的问题而是概念上的误读。比如把末端从左到右当成排名把节点当成更高等的生物或者干脆把系统发生树和分支图支序图cladogram当成同一种图——它们并不一样。这篇文章会讲清楚三件事怎么画一棵标注清楚的系统发生树、怎么正确解读它、以及系统发生树和分支图之间的界线到底在哪。绘图本身可以用 SciDraw AI 系统发生树生成器。一棵类人猿系统发生树末端是现存物种内部节点是共同祖先而分支长度可以承载含义。先给结论系统发生树由哪些部分组成系统发生树展示的是一组类群如何通过共同祖先彼此相关。末端也叫叶节点或末端类群就是你要比较的物种或类群分支把它们连起来内部节点标记谱系分化处的共同祖先根则是整棵树上所有成员最早的共同祖先。在系统发生支长树phylogram里分支长度与某种可度量的量成正比通常是遗传变化量或时间所以分支越长代表分化越多。组成部分代表什么怎么读末端叶节点参与比较的现存物种或类群把末端当作一个集合而不是排名分支一条随时间延续的谱系沿分支走就是沿一条世系走内部节点谱系分化处的共同祖先是分化点不是现存生物根树上最早的共同祖先确定演化时间的方向分支长度变化量或经历的时间支长树中分支越长分化越多或时间越久进化枝clade一个祖先加上它全部后代在某个节点处完整剪下来的一支几个常见错误1. 把末端读成阶梯末端沿树边的排列顺序很大程度上只是排版选择。你可以绕着任一节点旋转其分支而完全不改变彼此关系。最右边的物种并不比最左边的更进化人类也不是某条线的终点。真正重要的是分支模式而不是从左到右的顺序。2. 把系统发生树和分支图混为一谈这是最关键的一点。在真正的系统发生树里尤其是支长树分支长度是有意义的而在分支图里只有分支的先后顺序有意义分支长度是任意的不携带任何关于时间或变化量的信息。如果你的图暗示分支长度有含义就别把它画成分支图反之亦然。3. 把节点当成某个现存物种内部节点是一个假设的共同祖先、一个分化点而不是末端的某个物种。两个并排的现存物种之间并不存在祖孙关系它们是在分支交汇的那个节点处共享了一个祖先。4. 忘了定根或者根定错了无根树只展示关系不展示时间方向。要说明哪个类群更原始就需要一个根通常用外类群outgroup来确定。如果树没有定根却又去谈最早的谱系这是图本身支撑不了的自相矛盾。系统发生树 vs 分支图这两种图看起来几乎一模一样这正是它们容易被搞混的原因。区别归根结底在于分支长度代表什么。系统发生树支长树分支图支序图分支长度有意义遗传变化量或时间任意没有比例分支顺序有意义有意义节点处的共同祖先有有读出来是关系 分化程度仅关系最适合展示谱系分化了多少、走了多远展示各类群分化的先后顺序如果你只需要展示分支的先后顺序分支图是更干净的选择可以用 SciDraw AI 分支图生成器 来画。当分支长度需要参与讲述故事时再选系统发生树。用 SciDraw AI 画系统发生树先说一个要点SciDraw AI 是根据你描述的类群和关系来绘制并标注这棵树的。它是一个绘图与作图工具而不是序列比对或最大似然推断程序。请先根据你的数据或资料把树的拓扑结构确定下来再用 SciDraw AI 把它变成一张干净、可直接用于展示的图。第一步列出类群及其分组写清末端有哪些以及它们如何嵌套。例如人和黑猩猩是姐妹群大猩猩在它们之前分出猩猩红毛猩猩分出得更早。第二步决定画支长树还是分支图如果分支长度要反映时间或分化程度就让它画支长树如果只在意分支顺序就改画分支图。第三步定根与方向写明根或外类群让图固定住演化时间的方向。第四步加标签和比例尺标注末端、标出关键进化枝如果分支长度有意义再加一个比例尺。一个在 SciDraw AI 里效果不错的提示词绘制一棵有根的类人猿系统发生树。末端猩猩、大猩猩、黑猩猩、人。拓扑人和黑猩猩为姐妹类群大猩猩随后分出猩猩为外类群。让分支长度大致与分化时间成正比标注每个末端标出类人猿进化枝并加上以百万年为单位的比例尺。如果只要仅分支的版本换用分支图工具并去掉比例尺绘制一张类人猿分支图末端为猩猩、大猩猩、黑猩猩和人。只展示分支顺序人和黑猩猩为姐妹然后是大猩猩再然后猩猩作为外类群。分支长度一律相等且为任意值并标注每个末端。小结系统发生树是生物学中信息密度最高的图之一但前提是它的各个部分被正确解读末端是一个集合、节点是共同祖先、根是时间的锚点、分支长度是真实的度量。把系统发生树 vs 分支图这条界线分清楚你的图就能准确表达你想说的意思。去 https://sci-draw.com/phylogenetic-tree-maker 画你的进化树或者用分支图生成器画一个仅分支的版本。