**تبارزایی رایانشی** یا **فیلوژنتیک محاسباتی** (به انگلیسی: Computational phylogenetics) بهره‌گیری از الگوریتم‌ها، روش‌ها و برنامه‌های محاسباتی جهت تحلیل فیلوژنتیک است. هدف از آن بازسازی درخت فیلوژنتیک برای نمایش فرضیه‌ای در مورد نیای فرگشتی یک سری از ژن‌ها، گونه‌ها یا دیگر آرایه‌ها است. برای نمونه از این تکنیک‌ها برای کاوش در درخت خانوادگی گونه‌های هومینید استفاده شده‌است. همچنین این روش‌ها، برای تعیین نمودن روابط میان ژن‌های خاص مشترک در میان اندامگان‌ها به‌کار می‌رود.

فیلوژنتیک سنتی متکی بر داده‌های ریخت‌شناسی به وسیله اندازه‌گیری و شماره‌گذاری ویژگی‌های فنوتیپیک جانداران مورد استفاده‌است. درحالیکه فیلوژنتیک مدرن بیشتر در حوضه فیلوژنتیک ملکولی قرار می‌گیرد، که از توالی نوکلئوتیدهای کدکننده ژن‌ها یا توالی آمینواسیدهای کدکننده پروتئین‌ها به عنوان پایه طبقه‌بندی فیلوژنتیک استفاده می‌کند. انواع روش‌های فیلوژنتیک ملکولی از طریق استفاده گسترده از هم‌ردیفی توالی جهت ساختن و تصفیه درخت‌های فیلوژنتیک بهره می‌گیرند، که از آن برای طبقه‌بندی روابط فرگشتی میان ژن‌های همگون موجود در ژنوم گونه‌های انشعاب‌یافته استفاده می‌شود.

درخت‌های فیلوژنتیک برساخته توسط روش‌های محاسباتی بعید است که درخت فرگشتی صددرصد دقیق میان گونه‌های مورد تحلیل را نشان دهند. همچنین تاریخچه درختی گونه‌ها ممکن است با تاریخچه درختی تک‌تک ژن‌های همگون مورد اشتراک در میان آن گونه‌ها متفاوت باشد.

تشکیل یک درخت فیلوژنتیک مستلزم حساب‌کردن همساختی میان ویژگی‌های مشترک میان آرایه‌های مورد مقایسه‌است. در مطالعات ریخت‌شناسانه، این کار با تصمیم‌گیری صریح در مورد اینکه کدام ویژگی‌های فیزیکی باید محسوب بشوند و چگونه باید آنها را به حالت‌های مختلف ورودی آرایه تبدیل کرد انجام می‌شود. در مطالعات ملکولی، مسئله اصلی تولید یک هم‌ردیفی چندگانه توالی (MSA) میان توالی ژن‌ها یا اسیدهای آمینه مورد بررسی است. روش‌های هم‌ردیفی توالی پیشرفته الزاماً درخت ژنتیک تولید می‌کنند زیرا آنها توالی‌های جدید را در داخل هم‌ردیفی محاسبه‌شده جهت فاصله ژنتیکی قرار می‌دهند. هرچند درخت فیلوژنتیک همیشه با روش MSA ایجاد می‌شود، روش‌های دیگر همچون صرفه‌جویی بیشینه و احتمال بیشینه نیازی به MSA اولیه ندارند.

انواع درخت‌های فیلوژنتیک
------------------------

درخت‌های فیلوژنتیک که با روش فیلوژنتیک محاسباتی تولید می‌شوند با توجه به داده‌های ورودی و الگوریتمی که برای ساخت آن‌ها استفاده می‌شود می‌توانند ریشه‌دار یا بدون ریشه باشند. یک درخت ریشه‌دار یک گراف جهت‌دار است که صراحتاً نزدیک‌ترین نیای مشترک را مشخص می‌کند. به‌طور معمول نیای مشترک در داده‌های ورودی حضور ندارد. اندازه‌گیری فاصلهٔ ژنتیکی می‌تواند برای رسم یک درخت مورد استفاده قرار بگیرد، در حالی که توالی‌های ورودی به عنوان برگ‌های راسی رسم می‌شوند. همچنین، فاصلهٔ هر توالی از ریشه متناسب با فاصلهٔ ژنتیکی از نزدیک‌ترین نیای مشترک فرضی است. شناسایی ریشه معمولاً مستلزم وارد کردن اطلاعات مربوط به یک «گروه خارجی» است. این گروه خارجی باید توالی‌ای باشد که ارتباط دوری با توالی‌های مد نظر داشته باشد.

در مقابل، درخت‌های بی‌ریشه فاصله‌ها و رابطه‌های بین توالی‌های ورودی را نمایش می‌دهد. این درخت‌ها بدون فرضیاتی در مورد اینکه هر توالی از کدام توالی مشتق شده‌است، ساخته می‌گردد. همواره از یک درخت ریشه‌دار می‌توان یک درخت بی‌ریشه ساخت. با این حال، برای پیدا کردن ریشهٔ یک درخت بی‌ریشه، باید اطلاعات بیشتری در مورد نرخ انشقاق، مانند پیش‌فرض‌های فرضیهٔ ساعت مولکولی را، در نظر گرفت.

به مجموعهٔ کل درخت‌های فیلوژنتیکی که می‌توان با استفاده از توالی‌های ورودی ساخت، «فضای درخت» گفته می‌شود که یک فضای چند بعدی گسسته‌است. این فضا را با استفاده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی می‌توان پیمود. اگرچه تعداد کل درخت‌هایی که برای تعداد بسیار زیاد توالی‌های ورودی ممکن است پیچیده باشد، با این حال، با تغییر تعریف یک درخت توپولوژیک می‌توان گفت که همواره تعداد درخت‌های ریشه‌دار از تعداد درختان بی‌ریشه برای ورودی مشخصی از توالی‌ها با تنظیمات یکسان، بیشتر است.

درختان فیلوژنتیک ریشه‌دار و بی‌ریشه می‌توانند در به اصطلاحات کلی‌تر شبکه‌های فیلوژنتیکی ریشه‌دار و بی‌ریشه تبدیل شوند که امکان مدل‌سازی پدیده‌های تکاملی مانند انتقال افقی ژن و دورگه‌سازی را فراهم می‌کند.

کد کردن کاراکترها و تعریف هم‌سازی
---------------------------------

### تحلیل ریخت‌شناسی

### تحلیل ملکولی

روش‌های ماتریس فاصله
--------------------

### اتصال همسایه

### روش فیتچ-مارگولیاش

### استفاده از گروه بیرونی

صرفه‌جویی بیشینه
----------------

### شاخه و کران

### الگوریتم سنکوف-مورل-کدرگن

### مالگین و پوی

احتمال بیشینه
-------------

استنتاج بایسی
-------------

انتخاب مدل
----------

### انواع مدل‌ها

### انتخاب بهترین مدل

جستارهای وابسته
---------------

* شاخه‌بندی
* سامانه‌شناسی
* فیلوژنتیک
* درخت فیلوژنتیک

پانویس
------

1. ↑  Strait DS, Grine FE. (2004). Inferring hominoid and early hominid phylogeny using craniodental characters: the role of fossil taxa. *J Hum Evol* 47(6):399-452.
2. ↑  Hodge T, Cope MJ. (2000). A myosin family tree. *J Cell Sci* 113: 3353-3354.

منابع
-----

* مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Computational phylogenetics». در *دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی*، بازبینی‌شده در ۲۰ سپتامبر ۲۰۱۰.

برای مطالعهٔ بیشتر
------------------

* PHYLIP بسته تحلیل فیلوژنتیک کد باز رایگان - دانشگاه واشینگتن
* Charles Semple and Mike Steel (2003), Phylogenetics, Oxford University Press, ISBN 978-0-19-850942-4
* Barry A. Cipra (2007), Algebraic Geometers See Ideal Approach to Biology, SIAM News, Volume 40, Number 6

| * ن
* ب
* و
تبارزایی |
| --- |
| عنوان‌های اصلی | 
* تبارزایی محاسباتی
* تبارزایی مولکولی
* شاخه‌بندی
* آرایه‌شناسی
* آرایه‌شناسی فرگشتی
* سامانه‌شناسی

 | 
* درگاه زیست شناسی تکاملی
 |
| مفاهیم پایه‌ای | 
* Phylogenesis
	+ تبارشاخه‌زایی (زیست‌شناسی)
* درخت تبارزایی
	+ دسته‌نما
* شبکه تبارزایی
* Long branch attraction
* کلاد در برابر Grade
* نسب (فرگشت)
	+ Ghost lineage
* Ghost population

 |
| روش‌های استنباط | 
* بیشینه صرفه‌جویی
* روش‌های احتمالاتی
	+ برآورد درست‌نمایی بیشینه
	+ استنباط بیزی تبارزایش
* ماتریس‌های فاصله در تبارزایی
	+ اتصال-همسایگی
	+ روش جفت گروه بدون وزن با میانگین حسابی
	+ Least squares
* Three-taxon analysis

 |
| موضوع‌های کنونی | 
* PhyloCode
* DNA barcoding
* تبارزایی مولکولی
* روش‌های مقایسه‌ای تبارزایی
* محافظه‌کاری کنام تبارزایی
* Phylogenetics software
* Phylogenomics
* جغرافیای تبارزایی

 |
| ویژگی‌های گروهی | 
* نخستین
	+ نزدیک‌ریختی
	+ هم‌نزدیک‌ریختی
* مشتق‌شده
	+ جداریختی
	+ جداریختی
	+ خودجداریختی

 |
| انواع گروه تبار | 
* تک‌تبار
* پیراتبار
* چندتبار

 |
| نام‌گذاری | 
* نام‌گذاری تباری
* گروه تاج
* گروه خواهر
* Basal
* Supertree

 |
| 
* **تبارزایی**

 |

| * ن
* ب
* و
زیست‌شناسی فرگشتی |
| --- |
| 
* تاریخ فرگشتی حیات‌
* نمایه
* مقدمه‌
* طرح کلی
* سیر زمانی تاریخ فرگشتی
* تاریخ حیات

 |
| فرگشت | 
* نوع‌دوستی
	+ گول‌زدن
	+ دگرخواهی دوسویه
* پیدایش حیات
* سازگاری
* واگرایش سازشی
* شاخه‌بندی
* هم‌فرگشتی
* نسب مشترک
* فرگشت هم‌گرا
* فرگشت واگرا
* اولین شواهد حیات
* شواهد تبار مشترک
* انقراض
	+ رویداد انقراض
* دیدگاه ژن‌محور فرگشتی
* هم‌ساخت‌شناسی
* جهان‌نیای پایانی
* فرگشت کلان
* فرگشت خرد
* پیدایش حیات
* پان‌اسپرمیا
* فرگشت موازی
* گونه‌زایی
* آرایه‌شناسی فرگشتی

 |  |
| ژنتیک جمعیت | 
* تنوع زیستی
* شارش ژن
* رانش ژن
* جهش
* انتخاب طبیعی
* تنوع ژنتیکی گونه‌ها

 |
| تکوین | 
* کانالیزه‌شدن
* زیست‌شناسی فرگشتی-تکوینی
* همسان‌سازی ژنتیک
* وارونگی
* پودمانگی
* انعطاف‌پذیری فنوتیپی

 |
| آرایه | 
* باکتری‌ها
* پرندگان
	+ خاستگاه
* بازوپاتباران
* نرم‌تنان
	+ سرپاویسان
* دایناسورها
* ماهی‌ها
* فرگشت قارچ‌ها
* حشرات
	+ پروانه‌ها
* تاریخ حیات
* پستانداران
	+ cats
	+ سگ‌سانان
		- گرگ‌ها
		- سگ‌ها
	+ کفتار
	+ فرگشت آب‌بازسانان
	+ اسب‌ها
	+ کانگروها
	+ نخستی‌سانان
		- فرگشت انسان
		- لمورها
	+ گاودریایی
* تاریخ فرگشتی گیاهان
* خزندگان
* عنکبوتیان
* چهاراندامان
* ویروس‌ها
	+ آنفلوانزا

 |
| عضو | 
* Cell
* مدل‌های سیر فرگشتی دی‌ان‌ای
* Flagella
* یوکاریوت
	+ درون‌هم‌زیستی
	+ کروموزوم
	+ دستگاه غشایی درونی
	+ میتوکندری
	+ هسته یاخته
	+ دیسه
* در جانوران
	+ فرگشت چشم
	+ مو
	+ auditory ossicle
	+ nervous system
	+ فرگشت مغز

 |
| فرایند | 
* فرگشت پیرش
	+ مرگ
	+ مرگ برنامه‌ریزی شده سلول
* خاستگاه پرواز
* فرگشت درهم‌تنیدگی زیستی
* همکاری
* فرگشت دید رنگی
	+ فرگشت دید رنگی در نخستی‌ها
* احساسات
* همجا
* اخلاقیات فرگشتی
* فرااجتماعی
* دستگاه ایمنی
* متابولیسم
* تک‌همسری در جانوران
* فرگشت اخلاق
* فرگشت موزاییکی
* جانداران چندیاخته‌ای
* تولیدمثل جنسی
	+ ناجورکامی
	+ چرخه زندگی زیستی
	+ تایپ جفتی
	+ میوز
	+ روش گزینش جنسیت
* Snake venom

 |
| تمپوها و مدها | 
* تدریج‌گرایی تباری/تعادل نقطه‌ای/جهش ناگهانی
* جهش نقطه‌ای/جهش‌گرایی
* همدیس‌گرایی/کاتاستروفیسم

 |
| گونه‌زایی | 
* گونه‌زایی ناهمجا
* فرگشت پیش‌رونده
* فرگشت پس‌رونده
* تبارشاخه‌زایی
* گونه‌زایی همگام
* گونه‌زایی بوم‌شناختی
* گونه‌زایی دورگه
* گونه‌زایی پراجا
* گونه‌زایی پیرابوم
* تثبیت
* گونه‌زایی همجا

 |
| تاریخچه اندیشه فرگشتی | 
* ایده‌های فرگشتی رنسانس و روشنگری
* تراجهش گونه‌ها
* چارلز داروین
	+ *خاستگاه گونه‌ها*
* تاریخچه دیرین‌شناسی
* فسیل انتقالی
* وراثت آمیخته
* قوانین مندل
* The eclipse of Darwinism
* سنتز مدرن
* تاریخچه فرگشت مولکولی
* Extended evolutionary synthesis

 |
| فلسفه | 
* داروینیسم
* جایگزین‌ها
	+ کاتاستروفیسم
	+ لامارکیسم
	+ فرگشت هدفمند
	+ جهش‌گرایی
	+ جهش ناگهانی
	+ ساختارگرایی
		- اسپندرال
	+ فرگشت الهی
	+ زندگی‌باوری
* پایان‌شناسی در زیست‌شناسی

 |
| جستارهای وابسته | 
* جغرافیای زیستی
* ژنتیک بوم‌شناختی
* فرگشت ملکولی
* تبارزایش
	+ درخت تبارزایی
* چندریختی
* پروتوسل
* سامانه‌شناسی

 |
| 
* رده:زیست‌شناسی فرگشتی
* درگاه:زیست‌شناسی تکاملی

 |