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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
Robustesse (statistiques)En statistiques, la robustesse d'un estimateur est sa capacité à ne pas être perturbé par une modification dans une petite partie des données ou dans les paramètres du modèle choisi pour l'estimation. Ricardo A. Maronna, R. Douglas Martin et Victor J. Yohai; Robust Statistics - Theory and Methods, Wiley Series in Probability and Statistics (2006). Dagnelie P.; Statistique théorique et appliquée. Tome 2 : Inférence statistique à une et à deux dimensions, Paris et Bruxelles (2006), De Boeck et Larcier.
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.
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.
Robust measures of scaleIn statistics, robust measures of scale are methods that quantify the statistical dispersion in a sample of numerical data while resisting outliers. The most common such robust statistics are the interquartile range (IQR) and the median absolute deviation (MAD). These are contrasted with conventional or non-robust measures of scale, such as sample standard deviation, which are greatly influenced by outliers.
Maximum de vraisemblanceEn statistique, l'estimateur du maximum de vraisemblance est un estimateur statistique utilisé pour inférer les paramètres de la loi de probabilité d'un échantillon donné en recherchant les valeurs des paramètres maximisant la fonction de vraisemblance. Cette méthode a été développée par le statisticien Ronald Aylmer Fisher en 1922. Soient neuf tirages aléatoires x1, ..., x9 suivant une même loi ; les valeurs tirées sont représentées sur les diagrammes ci-dessous par des traits verticaux pointillés.
Bootstrap (statistiques)En statistiques, les techniques de bootstrap sont des méthodes d'inférence statistique basées sur la réplication multiple des données à partir du jeu de données étudié, selon les techniques de rééchantillonnage. Elles datent de la fin des années 1970, époque où la possibilité de calculs informatiques intensifs devient abordable. On calculait depuis près d'un siècle des estimations : mesures de dispersion (variance, écart-type), intervalles de confiance, tables de décision pour des tests d'hypothèse, etc.
Robust regressionIn robust statistics, robust regression seeks to overcome some limitations of traditional regression analysis. A regression analysis models the relationship between one or more independent variables and a dependent variable. Standard types of regression, such as ordinary least squares, have favourable properties if their underlying assumptions are true, but can give misleading results otherwise (i.e. are not robust to assumption violations).
Resampling (statistics)In statistics, resampling is the creation of new samples based on one observed sample. Resampling methods are: Permutation tests (also re-randomization tests) Bootstrapping Cross validation Permutation test Permutation tests rely on resampling the original data assuming the null hypothesis. Based on the resampled data it can be concluded how likely the original data is to occur under the null hypothesis.
Maximum spacing estimationIn statistics, maximum spacing estimation (MSE or MSP), or maximum product of spacing estimation (MPS), is a method for estimating the parameters of a univariate statistical model. The method requires maximization of the geometric mean of spacings in the data, which are the differences between the values of the cumulative distribution function at neighbouring data points.
