Maximum parsimony (phylogenetics) (original) (raw)
Els mètodes de màxima parsimònia o més simplement mètodes de parsimònia o fins i tot parsimònia de Wagner, són un mètode estadístic molt utilitzat, especialment per a la inferència filogenètica. Aquest mètode permet construir arbres de classificació jerarquitzats els quals permeten obtenir una informació sobre l'estructura dels ecosistemes d'una espècie donada. Sota la hipòtesi del màxim de parsimònia, l'arbre filogenètic « prefereix » aquell que requereix el nombre més reduït de canvis evolutius. Aquest mode de reagrupament també es fa servir en ecologia sobre material actual o fòssil i en altres casos.
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| dbo:abstract | Els mètodes de màxima parsimònia o més simplement mètodes de parsimònia o fins i tot parsimònia de Wagner, són un mètode estadístic molt utilitzat, especialment per a la inferència filogenètica. Aquest mètode permet construir arbres de classificació jerarquitzats els quals permeten obtenir una informació sobre l'estructura dels ecosistemes d'una espècie donada. Sota la hipòtesi del màxim de parsimònia, l'arbre filogenètic « prefereix » aquell que requereix el nombre més reduït de canvis evolutius. Aquest mode de reagrupament també es fa servir en ecologia sobre material actual o fòssil i en altres casos. (ca) Maximum parsimony (englisch, deutsch etwa Maximale Sparsamkeit, siehe Ockhams Rasiermesser) bezeichnet in der biologischen Verwandtschaftsanalyse Verfahren zur Rekonstruktion phylogenetischer Bäume. Hierbei werden diejenigen Bäume bevorzugt, die am wenigsten evolutionären Wandel benötigen, um die beobachteten Daten zu erklären. Maximum parsimony steht dabei in Konkurrenz zu anderen Verfahren wie Neighbor-Joining-Algorithmen und der Maximum-Likelihood-Methode, wobei jedes dieser Verfahren gewisse Vorteile hat, aber auch zu bestimmten Artefakten neigen kann. Bei maximum parsimony sind vor allem die sogenannten long-branch attraction artefacts (englisch, deutsch etwa Artefakte durch die Anziehung langer Äste) möglich. Hierbei können Taxa, die auf Grund einer relativ hohe Rate an Mutationen auf langen Ästen eines Stammbaums liegen, fälschlicherweise an basaler Stelle im Kladogramm platziert werden und verzerren dadurch die Ergebnisse. Noch bis kurz vor der Jahrtausendwende galt das Auftreten von Long-branch-attraction-Artefakten als unwahrscheinlich, mittlerweile sind zahlreiche Beispiele dafür bekannt. Viele Methoden dienen seither zur Entdeckung bzw. Vermeidung dieses Effekts. (de) In phylogenetics, maximum parsimony is an optimality criterion under which the phylogenetic tree that minimizes the total number of character-state changes (or miminizes the cost of differentially weighted character-state changes) is preferred. Under the maximum-parsimony criterion, the optimal tree will minimize the amount of homoplasy (i.e., convergent evolution, parallel evolution, and evolutionary reversals). In other words, under this criterion, the shortest possible tree that explains the data is considered best. Some of the basic ideas behind maximum parsimony were presented by James S. Farris in 1970 and Walter M. Fitch in 1971. Maximum parsimony is an intuitive and simple criterion, and it is popular for this reason. However, although it is easy to score a phylogenetic tree (by counting the number of character-state changes), there is no algorithm to quickly generate the most-parsimonious tree. Instead, the most-parsimonious tree must be sought in "tree space" (i.e., amongst all possible trees). For a small number of taxa (i.e., fewer than nine) it is possible to do an exhaustive search, in which every possible tree is scored, and the best one is selected. For nine to twenty taxa, it will generally be preferable to use branch-and-bound, which is also guaranteed to return the best tree. For greater numbers of taxa, a heuristic search must be performed. Because the most-parsimonious tree is always the shortest possible tree, this means that—in comparison to a hypothetical "true" tree that actually describes the unknown evolutionary history of the organisms under study—the "best" tree according to the maximum-parsimony criterion will often underestimate the actual evolutionary change that could have occurred. In addition, maximum parsimony is not statistically consistent. That is, it is not guaranteed to produce the true tree with high probability, given sufficient data. As demonstrated in 1978 by Joe Felsenstein, maximum parsimony can be inconsistent under certain conditions, such as long-branch attraction. Of course, any phylogenetic algorithm could also be statistically inconsistent if the model it employs to estimate the preferred tree does not accurately match the way that evolution occurred in that clade. This is unknowable. Therefore, while statistical consistency is an interesting theoretical property, it lies outside the realm of testability, and is irrelevant to empirical phylogenetic studies. (en) Les méthodes de maximum de parcimonie, ou plus simplement méthodes de parcimonie ou encore parcimonie de Wagner, sont une méthode statistique 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. Ce mode de regroupement est aussi utilisé en écologie sur du matériel actuel ou fossile, ainsi qu'en synécologie entre autres [réf. nécessaire]. (fr) 最大節約法（さいだいせつやくほう、英：Maximum parsimony）は、生物の系統進化を示す系統樹を推定する手法の一つ。ただし、系統樹を作製するための確率論的または決定論的なアルゴリズムは多数あるが、最大節約法はその答を求めるためのアルゴリズムではなく、複数の候補の中から最適な系統樹を選択するのに使う方法である。最大節約法においては、最も少ない変化の数で説明できる樹形が最適樹として扱われる。 (ja) Na filogenética, máxima parcimônia é um critério de otimização sob o qual a árvore filogenética que possuir a menor mudança evolutiva para explicar os dados observados deve ser preferida. Sob o critério de parcimônia máxima, a melhor árvore minimizará a quantidade de homoplasia (isto é, evolução convergente, evolução paralela e reversões evolutivas). Em outras palavras, sob esse critério, a árvore mais simples possível que explica os dados é considerada melhor. O princípio é semelhante a navalha de Occam, que afirma que a melhor hipótese para explicar um processo é aquela que requer o menor número de suposições. Algumas das idéias básicas por trás da máxima parcimônia foram apresentadas por James S. Farris em 1970 e Walter M. Fitch em 1971. A parcimônia máxima é um critério intuitivo e simples, e é popular por esse motivo. No entanto, embora seja fácil classificar uma árvore filogenética (contando o número de alterações no estado do caractere), não há algoritmo para gerar rapidamente a árvore mais parcimoniosa. Em vez disso, a árvore mais parcimoniosa deve ser procurada dentre todas as árvores possíveis. Para um pequeno número de táxons (ou seja, menos de 9), é possível fazer uma pesquisa exaustiva, na qual todas as árvores possíveis são pontuadas e a melhor é selecionada. De 9 a 20 táxons, geralmente será preferível usar o método branch and bound, o que também garante a identificação da melhor árvore. Para um maior número de táxons, uma pesquisa heurística deve ser realizada. Como a árvore mais parcimoniosa é sempre a menor árvore possível, isso significa que - em comparação com a árvore "verdadeira" que realmente descreve a história evolutiva dos organismos em estudo - a "melhor" árvore de acordo com o critério de máxima parcimônia muitas vezes subestima a real mudança evolutiva ocorrida. Além disso, a máxima parcimônia não é estatisticamente consistente. Assim, não é garantido produzir uma árvore verdadeira com alta probabilidade, mesmo fornecendo informações suficientes. Como demonstrado em 1978 por Joe Felsenstein, a máxima parcimônia pode ser inconsistente sob certas condições, como a atração por ramificações longas. Desse modo, qualquer algoritmo filogenético também pode ser estatisticamente inconsistente caso o modelo empregado para calcular a árvore filogenética não corresponder exatamente à maneira como a evolução ocorreu no clado. Portanto, embora a consistência estatística seja uma propriedade teórica interessante, está fora do domínio da testabilidade e é irrelevante para os estudos filogenéticos empíricos. (pt) 最大簡約法（英語：Maximum parsimony）是一種常使用於系統發生學計算的方式，可用來根據分子序列的變異程度，來分析生物之間的演化關係，進而建構出演化樹。 「簡約」一般有「經濟的」或「儉省的」之義，但在生物學中，「簡約法」是屬於無母數統計的一種統計方法以估計。以最大簡約法建構的親緣關係樹是以演化過程具有最少次變化為前提，表示現存資料在過去的演化過程應由最少次步驟所形成。這項概念由在1971年所提出。. 雖然演化過程並非必定由最少次步驟所形成，但普遍上認為較簡約的步驟比起較繁複的步驟在演化過程中更容易發生。因此，「簡約」的概念仍是建構親緣關係的重要標準。 在最大簡約法的概念下，所需變化次數最少的一棵演化樹是最好的結果。不過由於趨同演化現象的存在，最大簡約法有時會使得原本不同起源的生物被歸為相近生物。一般而言，最大簡約法較利於分析物種間關係較近時的情況。 (zh) |
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