Fylogenetické stromečky – matice. - 21.3.2007
Abychom mohli zjistit příbuznost nějakých organismů, musíme si jejich znaky zapsat do matice a tu pak vyhodnotit nějakou metodou v nějakém počítačovém programu. Výběr správné metody (algoritmu), která nejpřesvědčivěji spočítá, jak jsou si ty organismy asi příbuzné, je složitější, než by se zdálo, tím se budeme zabývat snad později. Do matice můžeme započítat jak znaky anatomické, tak znaky molekulární či behaviorální. Molekulárních je samozřejmě nejvíc, takže se někdy počítá jen s nimi, některé výzkumy (např. výzkum fylogeneze hrabošů, který probíhá u nás na fakultě) ale ukazují, že anatomické znaky, i když je jich mnohem méně, mohou výsledný strom docela překopat. Na ukázku si zde zkusíme udělat malou matici znaků tří organismů – např. holuba, netopýra a myši. Vytvoříme si např. tuto tabulku:

	Schopnost letu	Pokryv těla	Červené krvinky	Homozygotní pohlaví
Holub	ano	peří	jaderné	samec
Netopýr	ano	srst	bezjaderné	samice
Myš	ne	srst	bezjaderné	samice

Pokud takovouto matici strčíme do nějakého programu, aby nám našel nějaký vhodný strom (nebo více stromů, mezi kterými se pak budeme muset rozhodnout např. porovnáním výsledků různých metod), program začne prohledávat všechny teoreticky možné stromy a nakonec vyplivne ten nejvěrohodnější. Při třech taxonech je to poměrně jednoduché, program si musí vybrat mezi třemi stromy; počet možných stromů ale strašlivě narůstá, snad ještě rychleji než geometrickou řadou, takže u matic složených např. ze sta druhů už dnešní počítače nezvládají prohledat všechny stromy a tak se to různě obchází. Věrohodnost daného stromu program spočítá tak, že sečte všechny evoluční novinky při tom daném stromu a ten strom, který jich má nejméně, je označen jako nejvěrohodnější. Počítáme tak trochu s tím, že evoluce běžela nejjednodušší možnou cestou, což je samozřejmě hloupost, evoluce si může běžet jak chce a to, co má nenulovou pravděpodobnost, že by se mohlo stát, se prostě někdy stát může. Ale pro jednoduchost předpokládáme, že např. oči u obratlovců nevznikly několikrát opakovaně apod., pokud však vznikly, nesrovnalosti ve výzkumech nám to odhalí. Z naší matice si program vybírá mezi těmito třemi stromy (viz obrázek). Strom č. 2 může hned zamítnout, spojení myši a holuba nepodporuje žádný znak. Strom 3 podporuje schopnost letu u holuba a netopýra, všechny ostatní znaky jsou s ním ale v rozporu. Jako nejvěrohodnější se tedy ukáže strom 1, na který sedí 75% znaků matice. Samozřejmě se může ukázat, že jsme matici udělali špatně a těch 75% znaků jsou prkotiny a fylogenticky důležitý je ten zbývající znak, ale takovými problémy se nyní nezabývejme, program nám zkrátka našel strom, na kterém lze nejjednodušeji vysvětlit rozmístění znaků u zkoumaných organismů a my se nyní můžeme rozhodnout, jestli mu budeme věřit, či ne. Vzhledem k tomu, že k sobě vyšli dva savci, kteří k sobě ve srovnání s ptákem (holubem) opravdu patří, můžeme nejjednoduššímu stromu klidně věřit. Tolik pro dnešek. Příště budeme pokračovat ve výrobě stromů, povíme si něco o zakořeněných a nezakořeněných stromech.