R语言生态学进化树推断物种分化历史:分类单元数与时间关系、支系图可视化

我们围绕进化树技术进行一些咨询,分析生物类群在时间上的多样性是如何变化的。

我们将用到分类单元数-时间图(Lineages-through-time plot),该图可以用来描述物种多样化的总体趋势。

由Kaizong Ye,Liao Bao撰写

数据

3500trees.nexus是nexus格式的文件,里面有3500棵树。

image.png

besttree.nexus也是nexus格式的文件,里面有1颗树,是从3500颗树中筛选出来的一致树。

各支系图示

image.png

这棵树总共有4大支系(Lineage),现在我需要做的分析都是需要分别做总的,以及4个支系的,也就是说同样的分析要做5次,针对5组不同的对象。


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Boosting集成学习原理与R语言提升回归树BRT预测短鳍鳗分布生态学实例

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分析方法

方法主要是物种多样化速率(diversification rate) 相关的内容。

trees=read.nexus("3500trees.nexus")  
besttree=read.nexus("besttree.nexus")
image.png

1.mltt plot (multiple lineage through time)

分类单元数-时间图

lingeage的数值取log的,95%置信区间的ltt plot,中间黑色线的是besttree的,要显示出来。 分别做总的,以及4个支系的,共5个图。


生态学建模:增强回归树(BRT)预测短鳍鳗生存分布和影响因素

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plot(trees)
image.png


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,log='y')
1.png
besttree
image.png
# 95% ltt置信区间

ltt.ci<-function(tree.all){  
  ntip=length(tree.all[[1]]$tip.label)  
  ntree=length(tree.all)
image.png

2.gamma statistic

检验分化速率的变化趋势,看γ的值是正的还是负的。结果需要得到每组的γ值及P值。


mmaStat(besttree) ## [1] -3.693285

3. Monte Carlo constant rates test

检验样品不全是否对分化速率的结果有显著的影响,应该也是每组都要做的。

mc.out <- mcmc.pop
line(tree.hiv)  
plot(sk, l
image.png

4.对每个组做几个模型的检验,主要包括Pure-birth, birth-death, density-dependent logistic,density-dependent exponential模型。

tdAICr
## --------------Model Summary----------------  
##  
## MODEL pureBirth  
##  
## Parameters:  r1  
##  
## LH 535.1086  
##  
## AIC -1068.217  
##  
## r1 0.1817879  
##  
## a -1068.217  
##  
##  
## --------------------------  
## MODEL bd  
##  
## Parameters:  r1, a  
##  
## LH 535.1086  
##  
## AIC -1066.217  
##  
## r1 0.1817879  
##  
## a 0  
##  
##  
## --------------------------  
## MODEL DDL  
##  
## Parameters:  r1, k  
##  
## LH 542.2213  
##  
## AIC -1080.443  
##  
## r1 0.2537928  
##  
## a -1080.443  
##  
## k 554  
##  
##  
## --------------------------  
## MODEL DDX  
##  
## Parameters:  r1, X  
##  
## LH 536.991  
##  
## AIC -1069.982  
##  
## r1 0.3098342  
##  
## a -1069.982  
##  
## x 0.1131752  
##  
##  
## --------------------------  
##  
## Best Constant Rate Model = pureBirth  AIC  -1068.217  
##  
## Best Rate Variable Model = DDL  AIC  -1080.443  
##  
## delta AICrc =  12.2254

##       model params np mtype       LH        r1 r2         a        xp   k  
## 1 pureBirth     r1  1    RC 535.1086 0.1817879 NA -1068.217        NA  NA  
## 2        bd  r1, a  2    RC 535.1086 0.1817879 NA     0.000        NA  NA  
## 3       DDL  r1, k  2    RV 542.2213 0.2537928 NA -1080.443        NA 554  
## 4       DDX  r1, X  2    RV 536.9910 0.3098342 NA -1069.982 0.113175

可下载资源

关于作者

Kaizong Ye拓端研究室(TRL)的研究员。在此对他对本文所作的贡献表示诚挚感谢,他在上海财经大学完成了统计学专业的硕士学位,专注人工智能领域。擅长Python.Matlab仿真、视觉处理、神经网络、数据分析。

本文借鉴了作者最近为《R语言数据分析挖掘必知必会 》课堂做的准备。

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