محاسبوي فایلوجنتیک

محاسبوي فایلوجنتیک (په انګلیسي: Computational Phylogenetics)، د فایلوجنتیک تحلیلونو په موخه د محاسبوي الګورېتمونو، مېتودونو او پروګرامونو کارونه ده.اصلي موخه یې د داسې یوې فایلوجنتیکي ونې (شجرې) جوړول دي چې د جېنونو، نوعو یا نورو ډلو د یوې ټولګې د تکاملي اصل او نسب په هکله یوه فرضیه وړاندې کړای شي. د بېلګې په توګه: دغه طریقې د هامینیدي (انسانیان) نوعو د نسب شجرې، او د اورګانیزمونو ډېرشمېر ډولونو له‌خوا د ګډو ځانګړو جېنونو ترمنځ د اړیکو په راسپړلو کې کارول کېږي.^[۱]^[۲]

دودیز فایلوجنتیک، د نمونوي اورګانیزمونو د فېنوټایپي ځانګړنو له اندازه کولو او کمیت سنجونې له‌لارې ترلاسه شوې مورفولوجیکي ارقام او معلوماتو باندې ډډه لګوي، په داسې حال کې چې د مالیکولي فایلوجنتیک یوه نوې څانګه، د ډلبندي د بنسټ په توګه، د پروټینونو کوډ کوونکو امینو اسیدي لړیو یا د جېنونو کوډ کوونکو نوکلوتیدي لړیو څخه کار اخلي.

د مالیکولي فایلوجنتیک زیات‌شمېر بڼې، د هغو فایلوجنتیکي ونو په جوړښت او نوږونه کې د لړیو له صف‌بندي سره نږدې اړیکې لري، چې د نارېوندو نوعو په جېنومونو کې د وړاندې شویو هومولوګي جېنونو ترمنځ د تکاملي اړیکو د ډلبندي په موخه کارول کېږي. محال دی چې ګواکې د محاسبوي مېتودونو له‌لارې جوړې شوې فایلوجنتیکي ونې په بشپړه توګه هغه تکاملي ونې رامنځ‌ته کړي، چې د تجزیې او تحلیل اړوند نوعو ترمنځ تاریخي اړیکې ښیي. د نوعو تاریخي ودنه د یوه واحد هومولوګي جېن (چې د نوموړو نوعو له‌خوا وېشل شوی دی) له تاریخي ونې سره توپیر لري.

د فایلوجنتیکي ونو او شبکو ډولونه

د محاسبوي فایلوجنتیکي مېتودونو له‌لارې ترلاسه شوې فایلوجنتیکي ونې، ورکړل شویو ارقامو او کارول شوي الګورېتم ته په کتو سره، کېدای شي ریښه‌لرونکې یا بې‌ریښې وي. ریښه‌لرونکې ونه یو جهت‌لرونکی ګراف دی چې په څرګنده توګه تر ټولو وروستی ګډ اصل (جد) یا MRCA ښکاره کوي او دا تر ډېره یوه معرفي شوې لړۍ ده چې په ورکړل شویو ارقامو کې نه وړاندې کېږي. د جنتیکي واټن اندازه کول کېدای شي د داسې یوې ونې رسمولو لپاره وکارول شي چې په هغو کې ورکړل شوې لړۍ (د پاڼو د ګنډو په توګه) او له ریښې څخه د نوموړو ګنډو واټنونه (چې له فرضي MRCA څخه له جنتیکي واټن سره متناسب دي) کارول کېږي. د یوې ریښې پېژندنې لپاره، په ټولیز ډول، په لومړنیو ارقامو او معلوماتو کې لږ تر لږه د یوه «بهر ډلې» شاملول اړین دي؛ نوموړلی ګروپ یا ډله د داسې یوې ډلې په توګه پېژندل کېږي چې له ورکړل شویو لړیو سره ډېره لېرې اړیکه لري.

بې‌ریښې ونې بیا، په توپیر سره، د لومړنیو لړیو ترمنځ اړیکې او واټنونه رسموي، پرته له‌دې چې د هغو نسب په پام کې ونیسي. یوه بې‌رېښې ونه تل د یوې رېښه‌لرونکې ونې له‌مخې رسمېدلای شي، خو د همرېوندو کچو په هکله له اضافي ارقامو پرته (لکه: د مالیکولي ساعت فرضیه)، یوه ریښه پر بې‌ریښې ونې باندې کېښودلای نه‌شو.^[۳]

د لومړنیو لړیو یوې ورکړل شوې ټولګې لپاره، د ټولو ممکنه فایلوجنتیکي ونو مجموعه، د یوې مجزا تعریف شوې څواړخیزې «ونه‌ییزې فضا» په توګه تصور کېدلای شي، چې د هغې له‌لارې د غوره‌ګرځونې الګوریتمونو په مرسته د لټونې مسیرونه موندلای شو. که څه هم کېدای شي د توپولوجي ونې په تعریف کې د بدلون راوړلو له‌لارې د لومړنیو لړیو مبهم شمېر لپاره د ونو مجموعي شمېرنه لا پېچلې کړای شي، خو دغه مسأله تل صدق کوي چې د معلومو لومړنیو ارقامو او د پارامترونو غوراوي لپاره د ریښه‌لرونکو ونو شمېر د بې‌ریښو په پرتله زیات دی.^[۴]

دواړه ریښه‌لرونکې او بې‌ریشې فایلوجنتیکي ونې، ریښه‌لرونکو او بې‌ریښو فایلوجنتیکي شبکو ته تعمیمېدلای شي، چې د پیوند وهلو یا د جېن افقي انتقال په څېر د تکاملي ښکارندو د موډل جوړولو لپاره زمینه برابروي.

د ارقامو کوډ کول او د هومولوجي تعریف

مورفولوجیکي شننه

په مورفولوجیکي فایلوجنتیک کې لویه ستونزه د یوه داسې مټریکس لیکل دي چې، د ډلبندي کوونکي په توګه د کارول شویو فېنوټایپي ځانګړنو لپاره له ښودونکو اندازو سره د هرې پرتله شوې نوعې نقشه وړاندې کړي. د دغه مټریکس لیکلو لپاره د فېنوټایپي ارقامو ډولونه له پرتله کېدونکې نوعې پورې تړاو لري؛ د منفردو نوعو لپاره، کېدای شي د بدن منځنۍ کچې، د ځانګړو هډوکو اوږدوالي یا اندازو یا نورو فزیکي ځانګړنو، یا ان د چلندي څرګندونو په اندازه کولو کې شامل وي. البته، له هغه ځایه چې د شننې لپاره هره ممکنه فېنوټایپي ځانګړنه اندازه کېدلای نه‌شي، دا چې کومې ځانګړنې د اندازه کولو لپاره وټاکل شي، د دغه مېتود لپاره یو لوی خنډ او ننګونه ده. دغه پرېکړه، چې کوم صفتونه د مټریکس لپاره د بنسټ په توګه وکارول شي، په اړینه توګه د هغه څه په هکله یوه فرضیه وړاندې کوي، چې له تکاملي پلوه، د نوعو یا د ډلبندي لا لوړ پوړ کوم صفتونه اړوند دي. د فېنوټایپونو د همرېونده تکامل د بېلګو له‌لارې، مورفولوجیکي مطالعات تر پوښتنې لاندې راتللای شي. د ګټورو ټولګیو (کلاسونو) په جوړښت کې یوه ستره ننګونه، د فېنوټایپ د تنوع په توزېع کې د ډلبندۍ پوړونو ترمنځ د تضاعف (overlap کېدنې) لوړ احتمال دی. په مورفولوجیکي شننه کې د منقرض شوې نوعې شاملول، د فوسیلونو نابشپړوالی یا نه‌شتون له‌امله، ډېري وخت ستونزمن دي، خو ښودل شوې ده چې پر رسم شویو ونو باندې د پام وړ اغېزه درلودلای شي؛ په یوې ترسره شوې مطالعه کې، یوازې د انسان‌ډوله بیزوګانو (Apes) منقرض شویو نوعو په شاملولو سره، له مورفولوجیکي پلوه داسې مشتق شوې ونه رامنځ‌ته کړه چې له مالیکولي ارقامو او معلوماتو څخه له رامنځ‌ته شوې ونې سره یې مطابقت درلود.^[۵]^[۶]^[۷]

ځینې فېنوټایپي ډلبندي، په تېره بیا هغه چې د خورا تنوع لرونکو ډلو یا نوعو د تجزیې او تحلیل پر مهال کارول کېږي، ناتړلې او بې‌ابهامه دي؛ د بېلګې په توګه: د لکۍ لرلو یا نه‌لرو او همدا راز د سترګو یا د ملا مریو په څېر ځانګړنو د شمېر له‌مخې، د اورګانیزمونو ډلبندي په ډېریو حالتونو کې اسانه ده. سره له‌دې، په مناسب ډول د هغو فېنوټایپي اندازو وړاندې کول، چې تل د بدلون په حال کې دي، یو لانجمنه ستونزه ده او یوه ټولیزه حل‌لاره نه‌لري. یو عام مېتود دا دی چې په اسانۍ سره د پام وړ اندازې په دو یا زیاتو ټولګیو کې ترتیب او لېدل شوي دوامداره بدلونونو په جلا توګه ډلبندي کړو (د بېلګې په توګه: ټولې هغه بېلګې چې د مټو هډوکي یې له یوې ټاکل شوې اندازې څخه اوږده دي، د لومړي حالت غړو په توګه ولیکل شي او ټولې هغه بېلګې چې د مټو هډوکي یې تر نوموړې اندازې څخه لنډ وي، د دوه‌یم حالت غړو په توګه په پام کې ونیول شي). په‌دې توګه، په اسانۍ سره به د ارقامو یوه ترتیب شوې ټولګه لاس‌ته راشي، خو د ټولګیو د تعریفونو لپاره د بنسټ په هکله ناوړه او ضعیف راپور او له هغو مېتودونو سره په پرتله کې، چې په‌کې د اندازو متمادي وزني توزېع کارول کېږي، پر لا زیاتو معلوماتو باندې سترګې پټولو له‌امله، دغه مېتود تر نیوکو لاندې راغلی دی.^[۸]^[۹]

مالیکولي شننه

په مالیکولي شننې او تحلیل کې د ارقامو کوډ کولو ستونزه په ډېر توپير سره څرګندېږي، ځکه چې د بیولوجیکي لړۍ ارقام او معلومات چټک او په جلا (ناتړلې) توګه تعریف شوي دي – د DNA یا RNA په لړیو کې متمایز نوکلوتیدونه او د پروټین په لړیو کې متمایز او جلا امینو اسیدونه. سره له‌دې، د څوګونو لړیو په صف‌بندي کې د بنسټیزو ستونزو د شتون له‌امله، د هومولوجي تعریف به له ننګونو سره مل وي. د یوې ورکړل شوې خلا لرونکې MSA لپاره، څوګونې ریښه‌لرونکې فایلوجنتیکي ونې جوړېدلای شي؛ خو له دغه پلوه، چې د نسبي ارقامو پر وړاندې کوم بدلونونو «اوښتنې یا موټېشنونه» او کومې پېښې درج شوې اوښتنې یا حذف شوې اوښتنې دي، دغه ونې به د تفسیر له ګوټ څخه سره توپير ولري. د بېلګې په توګه: له یوې خلا برخې سره، دوه په دوه صف‌بندۍ ته په کتو سره، ناشونې به وي که چېرې وغواړو معلومه کړو چې یوه لړۍ درج شوې اوښتنه ښیي که حذف شوې اوښتنه. څرنګه چې په MSA کې دغه خلاوې نامضاعفې دي او نه صف‌بندي کېږي، نو نوموړې ستونزه په لا ښه توګه د تصور وړ ده. د عمل په ډګر کې، د ونې په محاسبه کې د ګڼو ارقامو له یوځای کېدلو څخه د مخنیوي په موخه، کېدای شي د یوې محاسبه شوې صف‌بندۍ لویې او د پام وړ برخې د فایلوجنتیکي ونې په جوړښت له پامه وغورځول شي.

سرچينې

↑ Strait DS, Grine FE (December 2004). "Inferring hominoid and early hominid phylogeny using craniodental characters: the role of fossil taxa". Journal of Human Evolution. 47 (6): 399–452. doi:10.1016/j.jhevol.2004.08.008. PMID 15566946.
↑ Hodge T, Cope MJ (October 2000). "A myosin family tree". Journal of Cell Science. 113 (19): 3353–4. doi:10.1242/jcs.113.19.3353. PMID 10984423.
↑ Mount DM (2004). Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis (2nd ed.). Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-712-9.
↑ Felsenstein J (2004). Inferring Phylogenies. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-177-4.
↑ Swiderski DL, Zelditch ML, Fink WL (September 1998). "Why morphometrics is not special: coding quantitative data for phylogenetic analysis". Systematic Biology. 47 (3): 508–19. JSTOR 2585256. PMID 12066691.
↑ Gaubert P, Wozencraft WC, Cordeiro-Estrela P, Veron G (December 2005). "Mosaics of convergences and noise in morphological phylogenies: what's in a viverrid-like carnivoran?". Systematic Biology. 54 (6): 865–94. doi:10.1080/10635150500232769. PMID 16282167.
↑ Strait DS, Grine FE (December 2004). "Inferring hominoid and early hominid phylogeny using craniodental characters: the role of fossil taxa". Journal of Human Evolution. 47 (6): 399–452. doi:10.1016/j.jhevol.2004.08.008. PMID 15566946.
↑ Wiens JJ (2001). "Character analysis in morphological phylogenetics: problems and solutions". Systematic Biology. 50 (5): 689–99. doi:10.1080/106351501753328811. PMID 12116939.
↑ Jenner RA (2001). "Bilaterian phylogeny and uncritical recycling of morphological data sets". Systematic Biology. 50 (5): 730–42. doi:10.1080/106351501753328857. PMID 12116943.

[Strait-1] Strait DS, Grine FE (December 2004). "Inferring hominoid and early hominid phylogeny using craniodental characters: the role of fossil taxa". Journal of Human Evolution. 47 (6): 399–452. doi:10.1016/j.jhevol.2004.08.008. PMID 15566946.

[Hodge-2] Hodge T, Cope MJ (October 2000). "A myosin family tree". Journal of Cell Science. 113 (19): 3353–4. doi:10.1242/jcs.113.19.3353. PMID 10984423.

[mount-3] Mount DM (2004). Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis (2nd ed.). Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-712-9.

[felsenstein2-4] Felsenstein J (2004). Inferring Phylogenies. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-177-4.

[Swiderski-5] Swiderski DL, Zelditch ML, Fink WL (September 1998). "Why morphometrics is not special: coding quantitative data for phylogenetic analysis". Systematic Biology. 47 (3): 508–19. JSTOR 2585256. PMID 12066691.

[Gaubert-6] Gaubert P, Wozencraft WC, Cordeiro-Estrela P, Veron G (December 2005). "Mosaics of convergences and noise in morphological phylogenies: what's in a viverrid-like carnivoran?". Systematic Biology. 54 (6): 865–94. doi:10.1080/10635150500232769. PMID 16282167.

[Strait2-7] Strait DS, Grine FE (December 2004). "Inferring hominoid and early hominid phylogeny using craniodental characters: the role of fossil taxa". Journal of Human Evolution. 47 (6): 399–452. doi:10.1016/j.jhevol.2004.08.008. PMID 15566946.

[Wiens-8] Wiens JJ (2001). "Character analysis in morphological phylogenetics: problems and solutions". Systematic Biology. 50 (5): 689–99. doi:10.1080/106351501753328811. PMID 12116939.

[Jenner-9] Jenner RA (2001). "Bilaterian phylogeny and uncritical recycling of morphological data sets". Systematic Biology. 50 (5): 730–42. doi:10.1080/106351501753328857. PMID 12116943.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]