Filogenética: en filogenia, leí que la longitud de la rama representa “pesos divididos”. ¿Qué significa “peso dividido”?

Entonces tienes un conjunto de taxones {A, B, C, D, E}. Sabemos que pueden clasificarse así: {{A, B}, {C, {D, E}}}, donde los corchetes rodean a los taxones más estrechamente relacionados. Entonces podemos dibujar un árbol como este:


(Figura 1: autogenerado)

Si ignora las longitudes de las ramas, tenemos un cladograma, un diagrama de relaciones evolutivas que no dice nada sobre las profundidades relativas de las diferencias entre los taxones. En este punto, la división {{A, B}, {C, (D, E}}} nos da nuestra ontología completa; todo lo que nos importa es que D y E estén más relacionados entre sí que C con cualquiera de ellos. No nos importa cuánto más estén relacionados, pero hay casos en los que tenemos que saber qué tan distantes están los taxones, por lo que ahora debemos introducir el concepto de divisiones.

Podemos definir una división como una partición de taxones obtenida eliminando un borde por completo. Se puede obtener una división posible quitando el borde entre los nodos 1 y 2 en el árbol de arriba. Esto divide el árbol en grupos {A, B, C} y {D, E}. Esto no significa que {A, B, C} estén más relacionados entre sí que {D, E}: es justo lo que queda cuando haces la división.

(Figura 2: autogenerado)

Cuando hablamos de que las longitudes de las ramas son pesos divididos, significa que creamos un “peso” para cada división en función de nuestros caracteres filogenéticos que, cuando se trazan en un árbol, muestran la profundidad de la divergencia entre los taxones que se ramifican desde el nodo. El peso realmente solo representa la longitud de los bordes eliminados, pero en un contexto filogenético, indica la cantidad de distancia de caracteres entre los taxones. Si queremos encontrar la distancia filogenética entre dos taxones, podemos rastrearlos hasta su ancestro común más reciente (MRCA) y sumar los pesos divididos entre cada uno de los nodos en el camino de regreso al MRCA.

Así que echemos un vistazo a la Figura 1 nuevamente, considerando las longitudes de las ramas esta vez. La distancia filogenética entre D y E es menor que la existente entre D y A porque el peso de la división entre D y E es menor que la suma de los pesos de las divisiones entre D y A.

Las longitudes de las ramas son solo una forma conveniente de visualizar la profundidad proporcional de las divisiones entre subconjuntos de taxones en un árbol evolutivo. Tener un conjunto de divisiones y sus pesos le brinda exactamente la misma información que tener un árbol con todas las longitudes de sus ramas.

Hablar de “divisiones” y “pesos” es una forma abstracta y confusa de redactar un concepto bastante simple, pero también es bastante útil porque muchas de las matemáticas detrás de los árboles son muy abstractas. Recomiendo las secciones de Terminología y Antecedentes de “Aplicación de redes filogenéticas en estudios evolutivos” por Huson y Bryant, Mol. Biol. Evol . (2006) si está interesado en aprender más sobre divisiones en árboles y redes.