Phân loại học phát sinh loài (Cladistics) và Nguyên tắc tiết kiệm (Parsimony)

Nguyên tắc tiết kiệm trong phân loại học phát sinh loài chọn cây tiến hóa giải thích các đặc điểm quan sát được với số lượng thay đổi ít nhất, coi sự đồng hình (homoplasy) là chi phí cần được giảm thiểu.

Definition

Nguyên tắc tiết kiệm tối đa (maximum parsimony) là một tiêu chí tối ưu hóa chọn cây phát sinh loài giúp giảm thiểu tổng số lần thay đổi trạng thái đặc điểm cần thiết để giải thích dữ liệu.

Scope

Chủ đề này bao gồm tiêu chí tối ưu hóa theo nguyên tắc tiết kiệm, việc đếm số lần thay đổi trạng thái đặc điểm (chiều dài cây), các chiến lược tìm kiếm cây ngắn nhất, các phương pháp đồng thuận để tóm tắt nhiều cây có độ tiết kiệm tương đương, cũng như các giả định và phê bình về nguyên tắc tiết kiệm như một cơ sở để suy luận phát sinh loài.

Core questions

• Chiều dài của một cây theo nguyên tắc tiết kiệm được tính như thế nào?
• Làm thế nào để tìm thấy các cây ngắn nhất khi việc tìm kiếm toàn diện là không thể?
• Nhiều cây có độ tiết kiệm tương đương được tóm tắt như thế nào?
• Trong những điều kiện nào thì nguyên tắc tiết kiệm có thể bị sai lệch?

Key theories

Nguyên tắc thay đổi tối thiểu

Nguyên tắc tiết kiệm ưu tiên cây đòi hỏi ít thay đổi tiến hóa nhất, với lý do rằng các giả thuyết ad hoc về sự đồng hình nên được giảm thiểu.

Sự hấp dẫn nhánh dài (Long-branch attraction)

Nguyên tắc tiết kiệm có thể không nhất quán về mặt thống kê, nhóm các dòng dõi tiến hóa nhanh lại với nhau do sự thay đổi hội tụ hơn là do tổ tiên chung, một kiểu lỗi được gọi là sự hấp dẫn nhánh dài.

Clinical relevance

Các cây dựa trên nguyên tắc tiết kiệm vẫn được sử dụng rộng rãi cho các tập dữ liệu hình thái học và kết hợp, bao gồm các phân tích có hóa thạch, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự tiến hóa của các đặc điểm liên quan đến sinh học so sánh và y sinh học.

History

Nguyên tắc tiết kiệm trở thành phương pháp tính toán chủ đạo của kỷ nguyên phân loại học phát sinh loài, được triển khai trong các phần mềm được sử dụng rộng rãi từ những năm 1980 trở đi; việc Felsenstein chứng minh rằng nguyên tắc tiết kiệm có thể không nhất quán dưới các tốc độ không đồng đều đã thúc đẩy sự ra đời của các phương pháp thay thế dựa trên mô hình.

Debates

Liệu nguyên tắc tiết kiệm hay khả năng hợp lý là ưu việt hơn

Những người ủng hộ nguyên tắc tiết kiệm nhấn mạnh các giả định tối thiểu và tính minh bạch của nó, trong khi các nhà phê bình chỉ ra sự không nhất quán về mặt thống kê của nó dưới các tốc độ không đồng nhất và ủng hộ các phương pháp dựa trên mô hình rõ ràng hơn.

Key figures

• Willi Hennig
• Joseph Felsenstein
• James Farris

Seminal works

• hennig1966
• wiley2011
• felsenstein2004

Frequently asked questions

Tại sao phải giảm thiểu số lượng thay đổi tiến hóa?

Nguyên tắc tiết kiệm coi mỗi thay đổi bổ sung là một giả định ad hoc về sự đồng hình, vì vậy cây ngắn nhất được coi là lời giải thích được hỗ trợ tốt nhất cho dữ liệu.

Sự hấp dẫn nhánh dài là gì?

Đó là một hiện tượng giả tạo trong đó hai dòng dõi không liên quan, tiến hóa nhanh được nhóm lại với nhau vì những điểm tương đồng hội tụ ngẫu nhiên bị nhầm lẫn với tổ tiên chung, một điểm yếu đã biết của nguyên tắc tiết kiệm.