分子演化與系統發生學

分支與自助支持率(clade and bootstrap support)

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報紙報導民意調查時,不會只給一個數字——它會給出誤差範圍,告訴你該信幾分。系統發生樹需要同樣的誠實:光把分枝畫出來還不夠;你得知道哪些分枝牢靠、哪些是搖搖欲墜的猜測。自助支持率就是樹的誤差範圍,而分支則是它所衡量的那種分組。

首先,一個分支(clade)是樹上一整條完整的枝:一個祖先加上它全部的後代、別無其它——像「所有哺乳動物」或「所有鳥類」這樣的自然類群,一棵好的樹應當把它還原成一條完整不裂的枝。那麼,我們有多大把握認為某個特定分支是真實的、而不是資料的假象?自助法(bootstrap)用重抽樣來回答。你拿起你的序列比對,反覆多次地、透過有放回地隨機抽取它的列(有些列出現兩次、有些一次都不出現)來構造一個略經打亂的版本,然後從每一個被打亂的資料集重建樹。如果某個分支在這些重建的樹中、比方說100次裡有98次反覆出現,它就獲得98的自助值——支持很強。如果它只在55次裡出現,那條分枝支持很差,應當心存疑慮。

自助值正是為什麼你看一棵已發表的樹時,永遠該看上面的數字、而不只看它的形狀。帶95或更高的分枝是穩健的;處在五六十幾的分枝,可能再加一個基因就徹底重排。誠實的告誡是:自助衡量的是你資料中信號的一致性,而非真相:如果整個資料集以同一種方式帶偏(比方說被一個系統性的假象帶偏),一條強支持的分枝仍可能是錯的;而弱支持往往標記著最棘手、也最有趣的問題,那是一些譜系在很久以前接連迅速分化的地方。

在一棵已發表的樹上,把所有鯨類與河馬歸為一組的那條分枝,可能帶著100的自助值,意味著那個分支在每一個重抽樣的資料集裡都重新出現——這是「鯨類在陸上最近的親屬是河馬」的有力證據。

分支是一整條完整的枝;自助值是資料一次次把它重新畫出來的頻率。

高自助值意味著信號在你的資料中是一致的,並不意味著那條分枝必定為真——系統性偏差可能給一個錯誤的分組以強支持。永遠要讀那些支持數字,而不只看樹的形狀。

又稱
cladebootstrap valuebranch supportmonophyletic group分支自展值自助法