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出版者:

作者:Lemey, Philippe (EDT)

出品人:

页数:750

译者:

出版时间:2009-3

价格:$ 141.25

装帧:

isbn号码:9780521877107

丛书系列:

图书标签:

phylogenetics
evolutionary biology
molecular evolution
systematics
cladistics
phylogenetic analysis
bioinformatics
computational biology
taxonomy
biology

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具体描述

The Phylogenetic Handbook is a broad, hands on guide to theory and practice of nucleotide and protein phylogenetic analysis. This second edition includes six new chapters, covering topics such as Bayesian inference, tree topology testing and the impact of recombination on phylogenies, as well as a detailed section on molecular adaptation. The book has a stronger focus on hypothesis testing than the previous edition, with more extensive discussions on recombination analysis, detecting molecular adaptation and genealogy-based population genetics. Many chapters include elaborate practical sections, which have been updated to introduce the reader to the most recent versions of sequence analysis and phylogeny software, including BLAST, FastA, Clustal, T-coffee, Muscle, DAMBE, Tree-puzzle, Phylip, MEGA, PAUP*, IQPNNI, CONSEL, ModelTest, Prottest, PAML, HYPHY, MrBayes, BEAST, LAMARC, SplitsTree, and RDP. Many analysis tools are described by their original authors, resulting in clear explanations that constitute an ideal teaching guide for advanced-level undergraduate and graduate students.

好的，这是一本假定为《The Phylogenetic Handbook》的姐妹篇或姊妹著作的详细图书简介，内容将完全围绕其“非”核心内容展开，旨在构建一个独立且引人入胜的叙事框架。 --- 《演化之径的岔路口：非系统发育视角下的生物信息学与数据驱动的生命史重构》 —— 一部挑战经典范式的全新探索，深入生命编年史的未尽之境。导言：超越树状图的叙事生命科学的宏大叙事往往聚焦于“谁与谁更接近”，这正是系统发育学（Phylogenetics）的核心使命。然而，当我们将目光从构建清晰的“生命之树”的苛刻要求中抽离出来，转而审视那些在演化压力下被边缘化、被遗忘，或是在时间洪流中形态奇异的“异类”时，我们看到的将是一个远比二叉分支模型更复杂、更迷离的演化图景。本书《演化之径的岔路口：非系统发育视角下的生物信息学与数据驱动的生命史重构》，并非致力于精修既有的谱系树或优化贝叶斯推断的参数。相反，它是一次对演化生物学基础范式的审慎反思与横向拓展。我们不再以基因的共享相似性为唯一圭臬，而是将焦点投向那些被传统方法论“过滤”掉的生物信息，探究那些无法被简洁树状模型清晰归类的演化现象。本书的核心目标是为研究人员、高级学生以及对生物信息学有深刻理解的科学爱好者，提供一套全新的工具箱和哲学框架，用以解析生命历史中那些“模糊地带”和“拓扑结构上的褶皱”。第一部分：从矩阵到迷宫——数据处理的哲学转向传统系统发育分析高度依赖于对齐（Alignment）的准确性和矩阵运算的优化。本书的开篇将首先建立一种“去中心化”的数据处理哲学。第一章：超越同源性：形态计量学与功能演化的非线性编码我们深入探讨如何将复杂的、非序列性的数据（如基因组结构变异、表型可塑性指数、代谢通量网络的拓扑结构）转化为可分析的矩阵，而无需先验地假设同源性。重点解析了拓扑数据分析（TDA）在生物数据中的应用，特别是如何利用持续同调来识别在基因组或蛋白质结构空间中形成“空洞”或“环路”的演化分支，这些结构往往是传统系统发育分析难以捕捉的。第二章：时间序列的破碎与重构：古生物学信息学的边界传统方法倾向于将时间视为一个均匀的刻度尺。本章挑战这一假设，探讨了化石记录的稀疏性、地质事件的不连续性，以及如何利用随机过程模型（Stochastic Process Models）来量化“缺失信息”对演化速率估计的影响。我们详细讨论了贝叶斯逆向概率在处理化石定年不确定性时，如何避免将高不确定性区域简化为单一的确定性节点。第二部分：演化的噪音与沉默的信号演化过程中充满了“噪音”——那些看似随机的突变、横向基因转移（HGT）的强大干扰、以及基因组的静默区域。本书认为，这些“噪音”恰恰是理解演化复杂性的关键。第三章：水平转移的拓扑重塑：网络化生物群落的建模与其试图“修正”系统发育树以容纳HGT事件，不如直接拥抱网络拓扑结构。本章详述了基于图论的算法，用于识别和量化微生物群落中基因交换的强度与方向性，以及这些网络结构如何比传统的树状模型更能解释抗生素耐药性的快速扩散。第四章：表观遗传与表型可塑性的“瞬态谱系” 表观遗传修饰（如DNA甲基化、组蛋白修饰）在短期内驱动适应，但它们的“演化”轨迹往往不与核心基因组的演化路径同步。本章引入了多尺度演化模型，用于区分“缓慢的基因演化”与“快速的表型响应”。我们探讨了如何使用高通量转录组数据来构建描述细胞系分化轨迹的“表型流形”，这是一个与物种演化史平行的动态空间。第三部分：算法的局限性与计算的未来本书的最后一部分，将探讨当前主流的计算方法在处理非标准的演化场景时所面临的内在限制，并展望下一代生物信息学工具的研发方向。第五章：计算复杂性与“无法解析”的内部节点许多演化史上的关键分化事件（如真核生物的起源）发生在数据极度稀疏的时期。本章侧重于分析现有最大似然法（ML）和贝叶斯方法在超大规模数据集中，特别是当数据稀疏或存在严重异速演化（Varying Rates）时，如何系统性地引入偏差。我们展示了如何通过蒙特卡洛模拟来精确量化不同推断方法对“内部节点分辨率”的贡献度。第六章：可解释性AI在生命史重构中的角色我们不再将深度学习视为一个黑箱。本章详细介绍了图神经网络（GNNs）在处理复杂的生物关系网络中的潜力，特别是如何利用其注意力机制（Attention Mechanisms）来反向追溯模型做出特定推断时，所依赖的关键基因或结构特征。这是一种“反向工程”技术，用于验证而非替代传统的生物学假设。第七章：跨界融合：从信息论到演化熵本书以对“演化熵”的探讨收尾。信息论提供了一种衡量系统复杂性和信息丢失的客观尺度。我们探讨了如何利用互信息（Mutual Information）和卡方统计量来量化不同生命史事件（如灭绝、适应辐射、基因组重排）对整体基因组或生态系统信息承载力的冲击。这提供了一个超越简单“亲缘关系度量”的演化稳健性指标。结论：走向多维度的生命图谱《演化之径的岔路口》的核心论点是：生命演化是一个多维、多尺度、且高度依赖环境反馈的复杂系统。任何试图将其压缩为单一、静态的二叉树模型的努力，都必然会损失掉理解生命活力与韧性的关键信息。本书提供的工具和视角，旨在帮助研究者们勇敢地踏入那些被传统系统发育学视为“噪音”或“异常值”的领域，从而构建出更完整、更具解释力的生命史图谱。本书适合对象：高级演化生物学研究人员、生物信息学算法工程师、生态系统建模专家，以及对生命复杂性有深刻兴趣的跨学科科学家。 ---