直接相关,由此最早正确地推断出人和猿比它们和其它灵长类动物有更近的共同祖先。直到 20世纪中期,分子数据才开始被广泛应用于系统发生研究。蛋白质电泳使得我们可以在一 些浅层特征上,如分子大小和电荷,来分离和比较相关的蛋白质。20世纪60年代,蛋白质 测序成为可能:20世纪70年代,研究者开始能够获得基因组信息,特别是DNA序列。蛋 白质序列和DNA序列为分子系统发生分析提供了可靠的数据。 在现代分子进化研究中,根据现有生物基因或物种多样性来重建生物的进化史是一个非 常重要的问题。一个可靠的系统发生的推断,将揭示出有关生物进化过程的顺序,有助于我 们了解生物进化的历史和进化机制。根据核酸和蛋白质的序列信息,可以推断物种之间的系 统发生关系。其基本原理非常简单,从一条序列转变为另一条序列所需要的变换越多,那么 这两条序列的相关性就越小,从共同祖先分歧的时间就越早,进化距离就越大:相反,两个 序列越相似,那么它们之间的进化距离就可能越小。为了便于分析,一般假设序列变化的速 率相对恒定。关于地球上现代人起源的研究是一个典型而有趣的例子,科学家分析了取自世 界不同地区许多人的线粒体DNA,分析结果表明,所有现代人都是一个非洲女性的后代。 线粒体DNA非常适合于系统发生分析,因为线粒体DNA从母体完全传到子代,不与父代 DNA重组。由于DNA分子非常稳定,所以我们既可以通过DNA分析活着的生物,也可 以分析死去的生物,甚至分析已经绝种的生物。当然,用细胞核基因来研究系统发生关系时, 遇到的一个严重的问题是,基因常常会被复制,导致在个体基因组中,一个基因可能有若干 个拷贝。在进化过程中,这些拷贝各自演变,形成两个或更多的相似基因。在对不同物种的 基因进行比较时,如果选择这类基因,其分析结果的可靠性将存在问题 所有的生物都可以追溯到共同的祖先,生物的产生和分化就像树一样地生长、分叉,以 树的形式来表示生物之间的进化关系是非常自然的事。可以用树中的各个分支点代表一类生 物起源的相对时间,两个分支点靠得越近,则对应的两群生物进化关系越密切。 系统发生分析一般是建立在分子钟( molecular clock)基础上的。生物随着时间的推进而 演化,进化的速率被视为进化研究中的基本问题之一。进化速率就是在某一段时间内的遗传 改变量。分子进化速率相关的分子钟的概念源于对蛋白质序列的研究。在长期的进化过程中, 有着相似功能约束的位点的分子进化速率则几乎完全一致。20世纪60年代最早由 Emile Zuckerkandl和 Linus pauling所做的蛋白质序列的比较研究表明,蛋白质同系物的替换率就 算过了千百万年也能保持恒定,因此他们将氨基酸的变异积累比做分子钟。科学家们在比较直接相关，由此最早正确地推断出人和猿比它们和其它灵长类动物有更近的共同祖先。直到 20 世纪中期，分子数据才开始被广泛应用于系统发生研究。蛋白质电泳使得我们可以在一 些浅层特征上，如分子大小和电荷，来分离和比较相关的蛋白质。20 世纪 60 年代，蛋白质 测序成为可能；20 世纪 70 年代，研究者开始能够获得基因组信息，特别是 DNA 序列。蛋 白质序列和 DNA 序列为分子系统发生分析提供了可靠的数据。 在现代分子进化研究中，根据现有生物基因或物种多样性来重建生物的进化史是一个非 常重要的问题。一个可靠的系统发生的推断，将揭示出有关生物进化过程的顺序，有助于我 们了解生物进化的历史和进化机制。根据核酸和蛋白质的序列信息，可以推断物种之间的系 统发生关系。其基本原理非常简单，从一条序列转变为另一条序列所需要的变换越多，那么， 这两条序列的相关性就越小，从共同祖先分歧的时间就越早，进化距离就越大；相反，两个 序列越相似，那么它们之间的进化距离就可能越小。为了便于分析，一般假设序列变化的速 率相对恒定。关于地球上现代人起源的研究是一个典型而有趣的例子，科学家分析了取自世 界不同地区许多人的线粒体 DNA，分析结果表明，所有现代人都是一个非洲女性的后代。 线粒体 DNA 非常适合于系统发生分析，因为线粒体 DNA 从母体完全传到子代，不与父代 DNA 重组。由于 DNA 分子非常稳定，所以我们既可以通过 DNA 分析活着的生物，也可 以分析死去的生物，甚至分析已经绝种的生物。当然，用细胞核基因来研究系统发生关系时， 遇到的一个严重的问题是，基因常常会被复制，导致在个体基因组中，一个基因可能有若干 个拷贝。在进化过程中，这些拷贝各自演变，形成两个或更多的相似基因。在对不同物种的 基因进行比较时，如果选择这类基因，其分析结果的可靠性将存在问题。 所有的生物都可以追溯到共同的祖先，生物的产生和分化就像树一样地生长、分叉，以 树的形式来表示生物之间的进化关系是非常自然的事。可以用树中的各个分支点代表一类生 物起源的相对时间，两个分支点靠得越近，则对应的两群生物进化关系越密切。 系统发生分析一般是建立在分子钟(molecular clock)基础上的。生物随着时间的推进而 演化，进化的速率被视为进化研究中的基本问题之一。进化速率就是在某一段时间内的遗传 改变量。分子进化速率相关的分子钟的概念源于对蛋白质序列的研究。在长期的进化过程中， 有着相似功能约束的位点的分子进化速率则几乎完全一致。20 世纪 60 年代最早由 Emile Zuckerkandl 和 Linus Pauling 所做的蛋白质序列的比较研究表明，蛋白质同系物的替换率就 算过了千百万年也能保持恒定，因此他们将氨基酸的变异积累比做分子钟。科学家们在比较