Computational phylogeneticsComputational phylogenetics is the application of computational algorithms, methods, and programs to phylogenetic analyses. The goal is to assemble a phylogenetic tree representing a hypothesis about the evolutionary ancestry of a set of genes, species, or other taxa. For example, these techniques have been used to explore the family tree of hominid species and the relationships between specific genes shared by many types of organisms.
Arbre phylogénétiquevignette|upright=1.5|Arbre phylogénétique, basé sur le génome d'après Ciccarelli et al. (2006), mettant en évidence les trois domaines du vivant : les eucaryotes en rose (animaux, champignons, plantes et protistes), les bactéries en bleu, et les archées en vert. Un arbre phylogénétique est un arbre schématique qui montre les relations de parenté entre des groupes d'êtres vivants. Chacun des nœuds de l'arbre représente l'ancêtre commun de ses descendants ; le nom qu'il porte est celui du clade formé des groupes frères qui lui appartiennent, non celui de l'ancêtre qui reste impossible à déterminer.
Inférence bayésienne en phylogénieL'inférence bayésienne de la phylogénie est la combinaison des informations dans l'a priori et dans la vraisemblance des données pour créer la soi-disant probabilité postérieure des arbres, qui est la probabilité que l'arbre soit correct compte tenu des données, de l'a priori et du modèle de vraisemblance. L'inférence bayésienne a été introduite dans la phylogénétique moléculaire dans les années 1990 par trois groupes indépendants : Bruce Rannala et Ziheng Yang à Berkeley, Bob Mau à Madison, et Shuying Li à l'Université de l'Iowa, les deux derniers étant doctorants à l'époque.
Phylogénétique moléculairevignette|Séquençage moléculaire La phylogénétique moléculaire est l'utilisation de séquences de macromolécules biologiques pour obtenir des informations sur l'histoire évolutive des organismes vivants, et notamment sur leurs liens de parenté (leur phylogénie). C'est un important outil d'étude parmi ceux de l'évolution moléculaire. Le produit d'une analyse de phylogénétique moléculaire est soit un arbre phylogénétique, soit un graphe du réseau phylogénétique.
Inferring horizontal gene transferHorizontal or lateral gene transfer (HGT or LGT) is the transmission of portions of genomic DNA between organisms through a process decoupled from vertical inheritance. In the presence of HGT events, different fragments of the genome are the result of different evolutionary histories. This can therefore complicate investigations of the evolutionary relatedness of lineages and species. Also, as HGT can bring into genomes radically different genotypes from distant lineages, or even new genes bearing new functions, it is a major source of phenotypic innovation and a mechanism of niche adaptation.
Phylogenetic comparative methodsPhylogenetic comparative methods (PCMs) use information on the historical relationships of lineages (phylogenies) to test evolutionary hypotheses. The comparative method has a long history in evolutionary biology; indeed, Charles Darwin used differences and similarities between species as a major source of evidence in The Origin of Species. However, the fact that closely related lineages share many traits and trait combinations as a result of the process of descent with modification means that lineages are not independent.
PhylogénieLa phylogenèse ou phylogénie, du grec ancien , « tribu, famille, clan » et , « création », est l'étude des liens de parenté (relations phylogénétiques ou phylétiques) entre les êtres vivants et ceux qui ont disparu : entre individus (niveau généalogique ; seule une généalogie individuelle peut répondre à la question « qui est l'ancêtre de qui ? », tandis qu'une phylogénie de groupe peut répondre à la question « qui est le plus proche parent de qui ? ») ; entre populations (à l'intérieur d'une même espèce qu
Inférence statistiquevignette|Illustration des 4 principales étapes de l'inférence statistique L'inférence statistique est l'ensemble des techniques permettant d'induire les caractéristiques d'un groupe général (la population) à partir de celles d'un groupe particulier (l'échantillon), en fournissant une mesure de la certitude de la prédiction : la probabilité d'erreur. Strictement, l'inférence s'applique à l'ensemble des membres (pris comme un tout) de la population représentée par l'échantillon, et non pas à tel ou tel membre particulier de cette population.
Test statistiqueEn statistiques, un test, ou test d'hypothèse, est une procédure de décision entre deux hypothèses. Il s'agit d'une démarche consistant à rejeter ou à ne pas rejeter une hypothèse statistique, appelée hypothèse nulle, en fonction d'un échantillon de données. Il s'agit de statistique inférentielle : à partir de calculs réalisés sur des données observées, on émet des conclusions sur la population, en leur rattachant des risques d'être erronées. Hypothèse nulle L'hypothèse nulle notée H est celle que l'on considère vraie a priori.
Classification phylogénétiqueLa classification phylogénétique ou classification cladistique est une forme de classification des êtres vivants qui repose sur leur phylogénie. Elle prend son origine dans les travaux d'une école de taxonomie dite systématique phylogénétique ou systématique cladistique ou cladisme. Cette approche a pour objectif de rendre compte des relations de parenté entre les taxons, s’agissant seulement de l'apparentement, c'est-à-dire des relations de groupes frères et non des relations généalogiques d'ancêtres à descendants, entre des groupes d'organismes quel que soit leur rang taxonomique.
Maximum de parcimonieLes méthodes de maximum de parcimonie, ou plus simplement méthodes de parcimonie ou encore parcimonie de Wagner, sont une méthode statistique non-paramétrique très utilisée, notamment pour l'inférence phylogénétique. Cette méthode permet de construire des arbres de classification hiérarchique après enracinement, lesquels permettent d'obtenir des informations sur la structure de parenté d'un ensemble de taxons. Sous l'hypothèse du maximum de parcimonie, l'arbre phylogénétique « préféré » est celui qui requiert le plus petit nombre de changements évolutifs.
Puissance statistiqueLa puissance statistique d'un test est en statistique la probabilité de rejeter l'hypothèse nulle (par exemple l'hypothèse selon laquelle les groupes sont identiques au regard d'une variable) sachant que l'hypothèse nulle est incorrecte (en réalité les groupes sont différents). On peut l'exprimer sous la forme 1-β où β est le risque de c'est-à-dire le risque de ne pas démontrer que deux groupes sont différents alors qu'ils le sont dans la réalité.
SystématiqueLa systématique est une discipline des sciences naturelles et de l'histoire naturelle, qui a pour objet d'inventorier tous les organismes vivants, existants ou ayant existé. Pour cela, elle doit : En faire la description détaillée (anatomie, physiologie, écologie, distribution...) ; Les nommer sans ambiguïté, au moyen d'un binôme (ou trinôme) latin, en fonction des règles de nomenclature ; Rassembler les espèces ayant des caractères en commun à l'intérieur d'entités hiérarchisées prédéfinies : genre, famille, ordre, classe, division, règne.
StatistiqueLa statistique est la discipline qui étudie des phénomènes à travers la collecte de données, leur traitement, leur analyse, l'interprétation des résultats et leur présentation afin de rendre ces données compréhensibles par tous. C'est à la fois une branche des mathématiques appliquées, une méthode et un ensemble de techniques. ce qui permet de différencier ses applications mathématiques avec une statistique (avec une minuscule). Le pluriel est également souvent utilisé pour la désigner : « les statistiques ».
Inférence bayésiennevignette|Illustration comparant les approches fréquentiste et bayésienne (Christophe Michel, 2018). L’inférence bayésienne est une méthode d'inférence statistique par laquelle on calcule les probabilités de diverses causes hypothétiques à partir de l'observation d'événements connus. Elle s'appuie principalement sur le théorème de Bayes. Le raisonnement bayésien construit, à partir d'observations, une probabilité de la cause d'un type d'événements.
Microbial phylogeneticsMicrobial phylogenetics is the study of the manner in which various groups of microorganisms are genetically related. This helps to trace their evolution. To study these relationships biologists rely on comparative genomics, as physiology and comparative anatomy are not possible methods. Microbial phylogenetics emerged as a field of study in the 1960s, scientists started to create genealogical trees based on differences in the order of amino acids of proteins and nucleotides of genes instead of using comparative anatomy and physiology.
Cladistiquevignette|300x300px|Cladogramme représentant les relations de degré de parenté entre taxons représentant les archées, les eucaryotes et les procaryotes. La cladistique (ou systématique phylogénétique) est la théorie des clades et des cladogrammes (du grec ancien , « branche »), et de la reconstruction des relations de parenté entre les êtres vivants. Un clade (groupe monophylétique) est un groupe dont tous les membres sont plus apparentés entre eux qu'avec n'importe quel autre groupe, et un cladogramme (arbre phylogénétique) est une hiérarchie de clades.
Frequentist inferenceFrequentist inference is a type of statistical inference based in frequentist probability, which treats “probability” in equivalent terms to “frequency” and draws conclusions from sample-data by means of emphasizing the frequency or proportion of findings in the data. Frequentist-inference underlies frequentist statistics, in which the well-established methodologies of statistical hypothesis testing and confidence intervals are founded. The primary formulation of frequentism stems from the presumption that statistics could be perceived to have been a probabilistic frequency.
Distance matrices in phylogenyDistance matrices are used in phylogeny as non-parametric distance methods and were originally applied to phenetic data using a matrix of pairwise distances. These distances are then reconciled to produce a tree (a phylogram, with informative branch lengths). The distance matrix can come from a number of different sources, including measured distance (for example from immunological studies) or morphometric analysis, various pairwise distance formulae (such as euclidean distance) applied to discrete morphological characters, or genetic distance from sequence, restriction fragment, or allozyme data.
Valeur pvignette|redresse=1.5|Illustration de la valeur-p. X désigne la loi de probabilité de la statistique de test et z la valeur calculée de la statistique de test. Dans un test statistique, la valeur-p (en anglais p-value pour probability value), parfois aussi appelée p-valeur, est la probabilité pour un modèle statistique donné sous l'hypothèse nulle d'obtenir une valeur au moins aussi extrême que celle observée. L'usage de la valeur-p est courant dans de nombreux domaines de recherche comme la physique, la psychologie, l'économie et les sciences de la vie.
