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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
CombinatoireEn mathématiques, la combinatoire, appelée aussi analyse combinatoire, étudie les configurations de collections finies d'objets ou les combinaisons d'ensembles finis, et les dénombrements. La combinatoire est en fait présente dans toute l'antiquité en Inde et en Chine. Donald Knuth, dans le volume 4A « Combinatorial Algorithms » de The Art of Computer Programming parle de la génération de n-uplets ; il dit que la génération de motifs combinatoires «a commencé alors que la civilisation elle-même prenait forme» (« began as civilization itself was taking shape»).
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.
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.
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.
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.
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.
Génomique comparativeLa génomique comparative est l'étude comparative de la structure en fonction des génomes de différentes espèces. Elle permet d'identifier et de comprendre les effets de la sélection sur l'organisation et l'évolution des génomes. Ce nouvel axe de recherche bénéficie de l'augmentation du nombre de génomes séquencés et de la puissance des outils informatiques. Une des applications majeures de la génomique comparative est la découverte de gènes et de leurs séquences régulatrices non codantes basée sur le principe de conservation.
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.
Multiple sequence alignmentMultiple sequence alignment (MSA) may refer to the process or the result of sequence alignment of three or more biological sequences, generally protein, DNA, or RNA. In many cases, the input set of query sequences are assumed to have an evolutionary relationship by which they share a linkage and are descended from a common ancestor. From the resulting MSA, sequence homology can be inferred and phylogenetic analysis can be conducted to assess the sequences' shared evolutionary origins.
Sequence analysisIn bioinformatics, sequence analysis is the process of subjecting a DNA, RNA or peptide sequence to any of a wide range of analytical methods to understand its features, function, structure, or evolution. Methodologies used include sequence alignment, searches against biological databases, and others. Since the development of methods of high-throughput production of gene and protein sequences, the rate of addition of new sequences to the databases increased very rapidly.
Design combinatoireLa théorie du design combinatoire est une partie des mathématiques combinatoires ; elle traite de l'existence, de la construction et des propriétés de systèmes d'ensembles finis dont les arrangements satisfont certains concepts d'équilibre et/ou de symétrie. Ces concepts sont assez imprécis pour qu'une large gamme d'objets puisse être considérée comme relevant de ces notions. Parfois, cela peut concerner la taille des intersections comme dans les plans en blocs, d'autres fois on est intéressé par la disposition des entrées dans un tableau comme dans les grilles de sudoku.
