生命之树及其应用

生命之树的概念由达尔文在1859年提出, 用以反映分类群的亲缘关系和进化历史。近30年来, 随着建树性状种类的多样化、数据量的快速增长以及建树方法的不断发展和完善, 生命之树的规模越来越大, 可信度也越来越高。分子生物学、生态学、基因组学、生物信息学及计算机科学等的快速发展, 使得生命之树成为开展学科间交叉研究的桥梁, 其用途日益广泛。本文综述了生命之树研究的历史和现状, 介绍了生命之树在以下几个方面的应用: (1)通过构建不同尺度的生命之树, 理解生物类群间的系统发育关系; (2)通过时间估算和地理分布区重建, 推测现存生物的起源和地理分布格局及其成因; (3)基于时间树, 结合生态、环境因子及关键创新性状, 探讨生物的多样化进程和成因; (4)揭示生物多样性的来源和格局, 预测生物多样性动态变化, 并提出相应的保护策略。最后, 本文评估了生命之树在目前海量数据情况下遇到的序列比对困难、基因树冲突、“流浪类群”干扰等建树难题, 并指出了构建“超大树”的发展趋势。