Evolutionäre Uhren

@article{doi101038202147a0,
    author = "Doolittle, Russell F. und Blombäck, Birger",
    title = "Untersuchungen der Aminosäuresequenzen von Fibrinopeptiden aus verschiedenen Säugetieren: Evolutionäre Implikationen",
    year = "1964",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/202147a0",
    doi = "10.1038/202147a0",
    openalex = "W2093311325",
    references = "doi1010160006300252902138, doi1010160006300256903936, doi101016s0021925818501319, doi101021ja01639a073, doi101038189704a0, doi1010381921227a0, doi101038193883a0, doi101073pnas48122087, doi101073pnas484613, doi101126science1403566477"
}

@incollection{doi101016b9781483227344500176,
    author = "Zuckerkandl, Emile und Pauling, Linus",
    title = "Evolutionäre Divergenz und Konvergenz in Proteinen",
    year = "1965",
    booktitle = "Elsevier eBooks",
    url = "https://doi.org/10.1016/b978-1-4832-2734-4.50017-6",
    doi = "10.1016/b978-1-4832-2734-4.50017-6",
    openalex = "W1534406401",
    references = "doi1043249781315081083"
}

@article{doi101016s0022283666802589,
    author = "Fitch, Walter M.",
    title = "Eine verbesserte Methode zum Testen auf evolutionäre Homologie",
    year = "1966",
    journal = "Journal of Molecular Biology",
    url = "https://doi.org/10.1016/s0022-2836(66)80258-9",
    doi = "10.1016/s0022-2836(66)80258-9",
    openalex = "W1967627390"
}

Das Fundament der Theorie der Evolution durch schrittweise Veränderung ist, dass die Rate der Evolution absolut durch die Menge der genetischen Variation in der sich entwickelnden Population begrenzt ist. FISHER'S „Fundamental Theorem of Natural Selection" (1930) ist eine mathematische Formulierung dieser Verallgemeinerung, aber auch ohne Mathematik ist klar, dass genetische Veränderungen, die durch natürliche Selektion verursacht werden, genetische Unterschiede voraussetzen, die bereits existieren, auf denen die natürliche Selektion operieren kann. In gewissem Sinne ist eine Beschreibung der genetischen Variation in einer Population das grundlegende Datenmaterial evolutionärer Studien; und es ist notwendig, den Ursprung und die Erhaltung dieser Variation zu erklären und ihre evolutionären Konsequenzen vorherzusagen. Es ist daher nicht überraschend, dass ein wesentlicher Aufwand der Genetik in den letzten 50 Jahren darin bestand, die Mengen und Arten der genetischen Variation zu charakterisieren, die in natürlichen oder Laborpopulationen verschiedener Organismen existieren. Die bisherigen Ergebnisse haben uns viel über zytologische Variationen wie Polymorphismen für Inversionen und Translokationen, über Häufigkeiten seltener sichtbarer Mutationen an vielen Loci und über Häufigkeiten von Chromosomen, die homozygot zusammen schädlich sind, sowie über das Ausmaß dieses schädlichen Effekts gelehrt. Darüber hinaus kennen wir einige auffällige Singlelocus-Polymorphismen. Diese Ergebnisse sind allen Studierenden der Populationsgenetik und Evolution bekannt und wurden von DOBZHANSKY (1951) und kürzlich von MAYR (1963) gut zusammengefasst. Dennoch haben die Techniken der Populationsgenetik trotz der Fülle von Beobachtungen und Experimenten uns nicht erlaubt, die elementarste Frage nach der genetischen Struktur einer Population direkt zu stellen: An welchem Anteil seiner Loci können wir erwarten, dass ein diploider Individuum heterozygot ist? Ausgedrückt auf eine andere Weise ist dies die Frage, wie viel genetische Variation es in einer gegebenen Population gibt. Dass diese Frage unbeantwortet bleibt, zeigt am besten eine Aussage von MAYR (1963) am Ende von mehr als 100 Seiten der Zusammenfassung unseres gegenwärtigen Wissens.

@article{doi101093genetics542577,
    author = "Hubby, J L and Lewontin, Richard C",
    title = "A MOLECULAR APPROACH TO THE STUDY OF GENIC HETEROZYGOSITY IN NATURAL POPULATIONS. I. THE NUMBER OF ALLELES AT DIFFERENT LOCI IN DROSOPHILA PSEUDOOBSCURA",
    year = "1966",
    journal = "Genetics",
    abstract = "Das Fundament der Theorie der Evolution durch schrittweise Veränderung ist, dass die Rate der Evolution absolut durch die Menge der genetischen Variation in der sich entwickelnden Population begrenzt ist. FISHER'S „Fundamental Theorem of Natural Selection" (1930) ist eine mathematische Formulierung dieser Verallgemeinerung, aber auch ohne Mathematik ist klar, dass genetische Veränderungen, die durch natürliche Selektion verursacht werden, genetische Unterschiede voraussetzen, die bereits existieren, auf denen die natürliche Selektion operieren kann. In gewissem Sinne ist eine Beschreibung der genetischen Variation in einer Population das grundlegende Datenmaterial evolutionärer Studien; und es ist notwendig, den Ursprung und die Erhaltung dieser Variation zu erklären und ihre evolutionären Konsequenzen vorherzusagen. Es ist daher nicht überraschend, dass ein wesentlicher Aufwand der Genetik in den letzten 50 Jahren darin bestand, die Mengen und Arten der genetischen Variation zu charakterisieren, die in natürlichen oder Laborpopulationen verschiedener Organismen existieren. Die bisherigen Ergebnisse haben uns viel über zytologische Variationen wie Polymorphismen für Inversionen und Translokationen, über Häufigkeiten seltener sichtbarer Mutationen an vielen Loci und über Häufigkeiten von Chromosomen, die homozygot zusammen schädlich sind, sowie über das Ausmaß dieses schädlichen Effekts gelehrt. Darüber hinaus kennen wir einige auffällige Singlelocus-Polymorphismen. Diese Ergebnisse sind allen Studierenden der Populationsgenetik und Evolution bekannt und wurden von DOBZHANSKY (1951) und kürzlich von MAYR (1963) gut zusammengefasst. Dennoch haben die Techniken der Populationsgenetik trotz der Fülle von Beobachtungen und Experimenten uns nicht erlaubt, die elementarste Frage nach der genetischen Struktur einer Population direkt zu stellen: An welchem Anteil seiner Loci können wir erwarten, dass ein diploider Individuum heterozygot ist? Ausgedrückt auf eine andere Weise ist dies die Frage, wie viel genetische Variation es in einer gegebenen Population gibt. Dass diese Frage unbeantwortet bleibt, zeigt am besten eine Aussage von MAYR (1963) am Ende von mehr als 100 Seiten der Zusammenfassung unseres gegenwärtigen Wissens.",
    url = "https://doi.org/10.1093/genetics/54.2.577",
    doi = "10.1093/genetics/54.2.577",
    openalex = "W1961168765"
}

Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ein von der National Academy of Sciences (NAS) begutachtetes Fachjournal – eine autoritative Quelle für hochrelevante, originäre Forschung, die sich weitgehend über die biologischen, physikalischen und Sozialwissenschaften erstreckt.

@article{doi101073pnas581142,
    author = "Sarich, Vincent M. und Wilson, Allan C.",
    title = "Rates of albumin evolution in primates.",
    year = "1967",
    journal = "Proceedings of the National Academy of Sciences",
    abstract = "Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ein von der National Academy of Sciences (NAS) begutachtetes Fachjournal – eine autoritative Quelle für hochrelevante, originäre Forschung, die sich weitgehend über die biologischen, physikalischen und Sozialwissenschaften erstreckt.",
    url = "https://doi.org/10.1073/pnas.58.1.142",
    doi = "10.1073/pnas.58.1.142",
    openalex = "W2095123791",
    references = "doi101002ajpa1330220242, doi1010160003986154904750, doi1010160019279164900527, doi101111j174966321962tb13656x, doi101126science1473660836, doi101126science15137171530, doi101126science15437561563, doi101210endo773563, openalexw2417198282"
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@article{doi101038217624a0,
    author = "KIMURA, MOTOO",
    title = "Evolutionary Rate at the Molecular Level",
    year = "1968",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/217624a0",
    doi = "10.1038/217624a0",
    openalex = "W1993351732",
    references = "doi101001jama196603100230164053, doi101007bf02984069, doi101016b9781483227344500176, doi101093genetics16297, doi101093genetics494725, doi101093genetics542577, doi101093genetics542595, doi101098rspb19660032, doi101126science147365368, openalexw2171582839"
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@article{doi101111j174966321968tb11901x,
    author = "Margoliash, E. und Fitch, W M",
    title = "EVOLUTIONÄRE VARIABILITÄT DER CYTOCHROM C PRIMÄRSTRUKTUREN",
    year = "1968",
    journal = "Annals of the New York Academy of Sciences",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1968.tb11901.x",
    doi = "10.1111/j.1749-6632.1968.tb11901.x",
    openalex = "W2026299436",
    references = "doi101016s0021925818969450, doi101016s002192581897184x, doi101021bi00872a016"
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@article{doi101038224149a0,
    author = "Laird, Charles D. und McConaughy, Betty L. und McCarthy, Brian J.",
    title = "Rate of Fixation of Nucleotide Substitutions in Evolution",
    year = "1969",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/224149a0",
    doi = "10.1038/224149a0",
    openalex = "W1968561408",
    references = "doi1010160022283668904142, doi101016b9781483227344500176, doi101016c20130119812, doi101016s0022283661800478, doi101016s0022283666800220, doi101038202147a0, doi101038217624a0, doi101073pnas504672, doi101126science147365368, doi101126science1613841529, doi101126science1643881788"
}

Die Rate der Aminosäure-Substitutionen in der Evolution homologer Proteine ist bemerkenswert konstant. Darüber hinaus sind die geschätzten Raten der Aminosäure-Substitutionen, die auf Vergleichen der Alpha-Hämoglobin-Ketten verschiedener Säugetiere mit der des Karpfen basieren, etwa gleich denen, die auf Vergleichen der Karpfen-Alpha- und der Säugetier-Beta- oder der Alpha- und Beta-Ketten in Säugetieren basieren. Diese Gleichförmigkeiten werden als Beleg für die Hypothese angesehen, dass die Mehrheit der Aminosäure-Substitutionen, die in diesen Proteinen aufgetreten sind, das Ergebnis der zufälligen Fixierung selektiv neutraler oder nahezu neutraler Mutationen ist. ZWEI IMPLIKATIONEN DIESER MÖGLICHKEIT WERDEN BESPROCHEN: (a) Zufällige Genfrequenz-Drift spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der genetischen Struktur biologischer Populationen und (b) Gene in „lebenden Fossilien" können erwartet werden, so viele DNA-Base- (und daher Aminosäure-) Substitutionen durchlaufen zu haben wie entsprechende Gene (Proteine) in schnellerer evolvierender Arten.

@article{doi101073pnas6341181,
    author = "Kimura, Motoo",
    title = "THE RATE OF MOLECULAR EVOLUTION CONSIDERED FROM THE STANDPOINT OF POPULATION GENETICS",
    year = "1969",
    journal = "Proceedings of the National Academy of Sciences",
    abstract = {The rate of amino acid substitutions in the evolution of homologous proteins is remarkably constant. Furthermore, estimated rates of amino acid substitutions based on comparisons of the alpha hemoglobin chains of various mammals with that of the carp are about the same as those based on comparisons of the carp alpha and mammalian beta or the alpha and beta chains in mammals. These uniformities are regarded as evidence for the hypothesis that a majority of amino acid substitutions that occurred in these proteins are the result of random fixation of selectively neutral or nearly neutral mutations. TWO IMPLICATIONS OF THIS POSSIBILITY ARE DISCUSSED: (a) Random gene frequency drift is playing an important role in determining the genetic structure of biological populations and (b) genes in "living fossils" may be expected to have undergone as many DNA base (and therefore amino acid) substitutions as corresponding genes (proteins) in more rapidly evolving species.},
    url = "https://doi.org/10.1073/pnas.63.4.1181",
    doi = "10.1073/pnas.63.4.1181",
    openalex = "W1972639541",
    references = "doi101017s0016672300011459, doi101038201847a0, doi101038217624a0, doi101073pnas484582, doi101073pnas5851895, doi101093genetics613763, doi101111j160152231968tb02169x, doi101126science1643881788"
}

@article{doi101007bf00486096,
    author = "Fitch, Walter M. und Markowitz, Etan",
    title = "An improved method for determining codon variability in a gene and its application to the rate of fixation of mutations in evolution",
    year = "1970",
    journal = "Biochemical Genetics",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf00486096",
    doi = "10.1007/bf00486096",
    openalex = "W2029423438"
}

@article{doi101007bf01659391,
    author = "Ohta, Tomoko und Kimura, Motoo",
    title = "Über die Konstanz der evolutionären Rate von Cistronen",
    year = "1971",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf01659391",
    doi = "10.1007/bf01659391",
    openalex = "W2083365573",
    references = "doi101073pnas6341181"
}

@article{doi101007bf01659392,
    author = "Dickerson, Richard E.",
    title = "Die Struktur von Cytochrom c und die Raten der molekularen Evolution",
    year = "1971",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf01659392",
    doi = "10.1007/bf01659392",
    openalex = "W2008265915",
    references = "doi1010160012825266900407"
}

@article{doi1010160022283672903270,
    author = "Jukes, Thomas H. und Holmquist, Richard",
    title = "Schätzung evolutionärer Veränderungen in bestimmten homologen Polypeptidketten",
    year = "1972",
    journal = "Journal of Molecular Biology",
    url = "https://doi.org/10.1016/0022-2836(72)90327-0",
    doi = "10.1016/0022-2836(72)90327-0",
    openalex = "W2078647676",
    references = "doi101007bf00486096, doi101007bf00487738, doi101007bf01659160, doi101007bf01659396, doi1010160006291x68904919, doi1010160022283672903269, doi101016s0021925819770021, doi101126science1633868633"
}

Durch den Einsatz verschiedener Methoden zum Vergleich von Polypeptidsequenzen finden wir, dass die evolutionäre Divergenz von Schlangengift-Cytochrom c von Cytochromen c von Arten in anderen Klassen schneller war als die von Cytochrom c einer anderen Reptilienart, dem Schnappschnecken. Dies deutet darauf hin, dass die evolutionäre Änderungsrate von Cytochromen c sowohl artabhängig als auch zeitabhängig ist.

@article{doi101126science1774048530,
    author = "Jukes, T H und Holmquist, R",
    title = "Evolutionary clock: nonconstancy of rate in different species.",
    year = "1972",
    journal = "Science (New York, N.Y.)",
    abstract = "Durch den Einsatz verschiedener Methoden zum Vergleich von Polypeptidsequenzen finden wir, dass die evolutionäre Divergenz von Schlangengift-Cytochrom c von Cytochromen c von Arten in anderen Klassen schneller war als die von Cytochrom c einer anderen Reptilienart, dem Schnappschnecken. Dies deutet darauf hin, dass die evolutionäre Änderungsrate von Cytochromen c sowohl artabhängig als auch zeitabhängig ist.",
    url = "https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/5065730/",
    doi = "10.1126/science.177.4048.530",
    openalex = "W1985751472",
    pmid = "5065730",
    references = "doi101007bf01659159, doi1010160022283672903269, doi1010160022283672903270, doi101016s0021925818969450, doi101016s002192581897184x, doi101021bi00872a016, doi101038202147a0, doi101038233604a0, doi101073pnas6341181, doi101126science1553760279"
}

Indem wir verschiedene Methoden zum Vergleich von Polypeptidsequenzen verwenden, stellen wir fest, dass die evolutionäre Divergenz von Giftnatter-Cytochrom c von Cytochromen c von Arten in anderen Klassen schneller war als die von Cytochrom c einer anderen Reptilienart, des Schnappschnecken. Dies deutet darauf hin, dass die evolutionäre Änderungsrate von Cytochromen c sowohl artspezifisch als auch zeitabhängig ist.

@article{jukes1972evolutionary,
    author = "Jukes, Thomas H. und Holmquist, Richard",
    title = "Evolutionary Clock: Nonconstancy of Rate in Different Species",
    year = "1972",
    journal = "Science",
    abstract = "Indem wir verschiedene Methoden zum Vergleich von Polypeptidsequenzen verwenden, stellen wir fest, dass die evolutionäre Divergenz von Giftnatter-Cytochrom c von Cytochromen c von Arten in anderen Klassen schneller war als die von Cytochrom c einer anderen Reptilienart, des Schnappschnecken. Dies deutet darauf hin, dass die evolutionäre Änderungsrate von Cytochromen c sowohl artspezifisch als auch zeitabhängig ist.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.177.4048.530",
    doi = "10.1126/science.177.4048.530",
    number = "4048",
    openalex = "W1985751472",
    pages = "530-532",
    volume = "177",
    references = "doi101007bf01659159, doi1010160022283672903269, doi1010160022283672903270, doi101016s0021925818969450, doi101016s002192581897184x, doi101021bi00872a016, doi101038202147a0, doi101038233604a0, doi101073pnas6341181, doi101126science1553760279"
}

@misc{jukes1972evolutionary2,
    author = "Jukes, T. H. und Holmquist, W. R",
    title = "Evolutionary clocks; nonconstancy of rate in different species",
    year = "1972",
    howpublished = "Science, v. 177, p. 530-532",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Jukes, T. H., und Holmquist, W. R., 1972, Evolutionary clocks; nonconstancy of rate in different species: Science, v. 177, p. 530-532.}"
}

@article{doi101007bf01797451,
    author = "Langley, Charles H. und Fitch, Walter M.",
    title = "Eine Untersuchung der Konstanz der Rate der molekularen Evolution",
    year = "1974",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf01797451",
    doi = "10.1007/bf01797451",
    openalex = "W2052694431",
    references = "doi1010079783642884153, doi101007bf01659159, doi101038217624a0, doi101038231114a0, doi101038233604a0, doi101073pnas6341181, doi101093sysbio204406, doi101111j155856461967tb03411x, doi101126science1643881788, doi1023072412116, doi105281zenodo10757649"
}

@article{penny1974evolutionary,
    author = "Penny, David",
    title = "Evolutionary clock: The rate of evolution of rattlesnake cytochromec",
    year = "1974",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf01797452",
    doi = "10.1007/bf01797452",
    number = "3",
    openalex = "W2035113788",
    pages = "179-188",
    volume = "3",
    references = "doi101007bf01659390, doi101007bf01659391, doi101007bf01659392, doi101007bf01659396, doi101016c2013010058x, doi101093sysbio204406, doi1023071441916, doi1023072412116, doi105962bhltitle6856, openalexw2601913882"
}

@article{doi1010160022283675902259,
    author = "de Haën, Christoph und Neurath, Hans und Teller, David C.",
    title = "Die Phylogenie trypsin-verwandter Serinproteasen und ihrer Zymogene. Neue Methoden zur Untersuchung entfernter evolutionärer Beziehungen",
    year = "1975",
    journal = "Journal of Molecular Biology",
    url = "https://doi.org/10.1016/0022-2836(75)90225-9",
    doi = "10.1016/0022-2836(75)90225-9",
    openalex = "W1966470624",
    references = "doi1010160022283672903270"
}

Die Sequenzbestimmung der αA-Ketten von α-Crystallin aus Schwein, Pferd, Hund, Katze, Kaninchen, Ratte und dem Thesius-Affen wird beschrieben. Die meisten Reste wurden durch Homologie mit der bekannten Rindersequenz nach Aminosäureanalysen von Trypsin- und Thermolyt-Peptiden bestimmt. Sequenzen wurden unter Verwendung der Dansyl-Edman-Methode ermittelt, whenever Peptide in ihrer Zusammensetzung von den homologen Rinderpeptiden unterschieden. Die Anzahl der beobachteten Aminosäure-Ersatzmutationen unter diesen mammalian αA-Ketten ist relativ gering, aber die Rate, mit der Substitutionen aufgetreten sind, variiert stark zwischen den verschiedenen evolutionären Linien. Die Aminosäure-Ersatzmutationen sind nicht zufällig entlang der αA-Kette verteilt; die meisten Substitutionen treten im C-terminalen Teil der Kette auf. Die Kaninchen-, Ratte- und Affen-αA-Ketten haben vier gemeinsame Substitutionen, was auf eine phylogenetische Beziehung zwischen diesen Arten hinweist.

@article{doi101111j143210331975tb04062x,
    author = "de Jong, Wilfried W. und van der Ouderaa, F.J.G. und Versteeg, Marlies und Groenewoud, Gerrit und van Amelsvoort, Johan M und Bloemendal, H.",
    title = "Primary Structures of the alpha-Crystallin A Chains of Seven Mammalian Species",
    year = "1975",
    journal = "European Journal of Biochemistry",
    abstract = "Die Sequenzbestimmung der αA-Ketten von α-Crystallin aus Schwein, Pferd, Hund, Katze, Kaninchen, Ratte und dem Thesius-Affen wird beschrieben. Die meisten Reste wurden durch Homologie mit der bekannten Rindersequenz nach Aminosäureanalysen von Trypsin- und Thermolyt-Peptiden bestimmt. Sequenzen wurden unter Verwendung der Dansyl-Edman-Methode ermittelt, whenever Peptide in ihrer Zusammensetzung von den homologen Rinderpeptiden unterschieden. Die Anzahl der beobachteten Aminosäure-Ersatzmutationen unter diesen mammalian αA-Ketten ist relativ gering, aber die Rate, mit der Substitutionen aufgetreten sind, variiert stark zwischen den verschiedenen evolutionären Linien. Die Aminosäure-Ersatzmutationen sind nicht zufällig entlang der αA-Kette verteilt; die meisten Substitutionen treten im C-terminalen Teil der Kette auf. Die Kaninchen-, Ratte- und Affen-αA-Ketten haben vier gemeinsame Substitutionen, was auf eine phylogenetische Beziehung zwischen diesen Arten hinweist.",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1975.tb04062.x",
    doi = "10.1111/j.1432-1033.1975.tb04062.x",
    openalex = "W2043847621",
    references = "penny1974evolutionary"
}

@article{doi101111j155856461975tb00851x,
    author = "Felsenstein, Joseph",
    title = "THE GENETIC BASIS OF EVOLUTIONARY CHANGE",
    year = "1975",
    journal = "Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.1975.tb00851.x",
    doi = "10.1111/j.1558-5646.1975.tb00851.x",
    openalex = "W1547248981"
}

@article{doi101007bf01730998,
    author = "Mazin, A L",
    title = "Evolution der DNA-Struktur: Richtung, Mechanismus, Rate",
    year = "1976",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf01730998",
    doi = "10.1007/bf01730998",
    openalex = "W2059549140",
    references = "penny1974evolutionary"
}

@article{doi101007bf01796122,
    author = "Prager, Ellen M. und Wilson, Allan C.",
    title = "Kongruenz von Phylogenien, die aus verschiedenen Proteinen abgeleitet wurden",
    year = "1976",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf01796122",
    doi = "10.1007/bf01796122",
    openalex = "W2008985528",
    references = "penny1974evolutionary"
}

@article{doi101007bf01751806,
    author = "de Jong, Wilfried W. und Gleaves, J.T. und Boulter, Donald",
    title = "Evolutionäre Veränderungen vonα-Crystallin und die Phylogenie der Säugetierordnungen",
    year = "1977",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf01751806",
    doi = "10.1007/bf01751806",
    openalex = "W2077491442",
    references = "penny1974evolutionary"
}

@article{doi101038281605a0,
    author = "Jukes, Thomas H. und King, Jack Lester",
    title = "Evolutionäre Nukleotid-Ersetzungen in DNA",
    year = "1979",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/281605a0",
    doi = "10.1038/281605a0",
    openalex = "W2083747207",
    references = "doi1010160022283672903269"
}

@article{doi101007bf01731581,
    author = "Kimura, Motoo",
    title = "Eine einfache Methode zur Schätzung evolutionärer Raten von Basen substitutionsen durch vergleichende Studien von Nukleotidsequenzen",
    year = "1980",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf01731581",
    doi = "10.1007/bf01731581",
    openalex = "W2065461553",
    references = "doi101007bf01653945, doi101007bf01732067, doi101007bf01732340, doi101016b9781483232119500097, doi101016s0021925817401566, doi101038217624a0, doi101038267275a0, doi101038scientificamerican117998, doi101073pnas7172848, doi101126science1643881788"
}

@article{doi101007bf01734359,
    author = "Felsenstein, Joseph",
    title = "Evolutionäre Bäume aus DNA-Sequenzen: Ein Maximum-Likelihood-Ansatz",
    year = "1981",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf01734359",
    doi = "10.1007/bf01734359",
    openalex = "W2102424972",
    references = "doi101007bf01659159, doi101007bf01797451, doi101093sysbio223240, doi101093sysbio274401, doi101111j155856461965tb01722x, doi101111j251761611977tb01600x, doi101126science1553760279, doi101159000152448, doi1023072412810, doi1023072412923, openalexw2341059552, openalexw3141390961"
}

zwischen ihnen keine klare Grenze bestehen sollte. Die wesentliche Unterscheidung, falls überhaupt vorhanden, liegt wahrscheinlich in den Zielen der verschiedenen Forscher; der evolutionäre Genetiker untersucht Organismen, um die Rolle und Mechanismen der Evolution zu verstehen, während der Systematiker sich mit der Evolution und den Wechselbeziehungen bestimmter Tiere oder Pflanzen befasst, sofern diese Informationen es ihm ermöglichen, Populationen, Arten oder andere Taxa genauer innerhalb eines allgemeinen taxonomischen Schemas einzuordnen.

@article{doi101146annureves13110182001035,
    author = "Thorpe, J. P.",
    title = "The Molecular Clock Hypothesis: Biochemical Evolution, Genetic Differentiation and Systematics",
    year = "1982",
    journal = "Annual Review of Ecology and Systematics",
    abstract = "should not be any clearcut borderline between them. The major distinction, if any, probably lies in the aims of various workers; the evolutionary geneticist studies organisms with a view to understanding the role and mechanisms of evolution, while the systematist is concerned with the evolution and interrelationships of particular animals or plants insofar as this information will enable him to place populations, species, or other taxa more accurately within an overall taxonomic scheme.",
    url = "https://doi.org/10.1146/annurev.es.13.110182.001035",
    doi = "10.1146/annurev.es.13.110182.001035",
    openalex = "W2160489262",
    references = "doi101007bf00485780, doi101007bf01731581, doi1010160022283672903269, doi1010160022283672903270, doi101016s002192581861823x, doi101038284604a0, doi101073pnas7641967, doi101086282771, doi101093genetics893583, doi101093sysbio242209, doi101111j155856461975tb00851x, doi101126science1613841529, doi101126science1774048530, doi104324978020376680411, jukes1972evolutionary, openalexw1567849582"
}

@article{doi101007bf02100628,
    author = "Li, Wen‐Hsiung und Wu, Chung‐I und Luo, Chi‐Cheng",
    title = "Nicht-Zufälligkeit der Punktmutation, wie sie sich in Nukleotidsubstitutionen in Pseudogenen widerspiegelt, und ihre evolutionären Implikationen",
    year = "1984",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf02100628",
    doi = "10.1007/bf02100628",
    openalex = "W2028961943",
    references = "doi1010160022283672903269"
}

Wenn die kodierenden Regionen von 11 Genen aus Nagetieren (Maus oder Ratte) und Menschen mit denen einer anderen Säugetierart (meistens Rind) verglichen werden, stellt sich heraus, dass sich Nagetiere deutlich schneller als Menschen entwickeln. Das Verhältnis der Anzahl der Nukleotidsubstitutionen in der Nagetierlinie zu der in der menschlichen Linie seit ihrer Trennung beträgt 2,0 für synonyme Substitutionen und 1,3 für nicht-synonyme Substitutionen. Nagetiere entwickeln sich auch schneller in den 5' und 3' nicht übersetzten Regionen von fünf verschiedenen mRNAs; die Verhältnisse sind 2,6 bzw. 3,1. Die Anzahl der Nukleotidsubstitutionen zwischen Mitgliedern der Beta-Globin-Genfamilie, die vor der Mensch-Maus-Trennung dupliziert wurden, ist ebenfalls bei der Maus höher als beim Menschen. Der Unterschied ist erneut bei synonymen Substitutionen größer als bei nicht-synonymen Substitutionen. Diese Tendenz stimmt eher mit der neutralistischen Sicht der molekularen Evolution überein als mit der selektionistischen Sicht. Eine einfache Erklärung für die höheren Raten bei Nagetieren ist, dass diese kürzere Generationszeiten haben und somit höhere Mutationsraten aufweisen. Die Implikation unserer Befunde für die Erforschung der molekularen Phylogenie wird diskutiert.

@article{doi101073pnas8261741,
    author = "Wu, Chung‐I und Li, Wen‐Hsiung",
    title = "Evidence for higher rates of nucleotide substitution in rodents than in man.",
    year = "1985",
    journal = "Proceedings of the National Academy of Sciences",
    abstract = "Wenn die kodierenden Regionen von 11 Genen aus Nagetieren (Maus oder Ratte) und Menschen mit denen einer anderen Säugetierart (meistens Rind) verglichen werden, stellt sich heraus, dass sich Nagetiere deutlich schneller als Menschen entwickeln. Das Verhältnis der Anzahl der Nukleotidsubstitutionen in der Nagetierlinie zu der in der menschlichen Linie seit ihrer Trennung beträgt 2,0 für synonyme Substitutionen und 1,3 für nicht-synonyme Substitutionen. Nagetiere entwickeln sich auch schneller in den 5' und 3' nicht übersetzten Regionen von fünf verschiedenen mRNAs; die Verhältnisse sind 2,6 bzw. 3,1. Die Anzahl der Nukleotidsubstitutionen zwischen Mitgliedern der Beta-Globin-Genfamilie, die vor der Mensch-Maus-Trennung dupliziert wurden, ist ebenfalls bei der Maus höher als beim Menschen. Der Unterschied ist erneut bei synonymen Substitutionen größer als bei nicht-synonymen Substitutionen. Diese Tendenz stimmt eher mit der neutralistischen Sicht der molekularen Evolution überein als mit der selektionistischen Sicht. Eine einfache Erklärung für die höheren Raten bei Nagetieren ist, dass diese kürzere Generationszeiten haben und somit höhere Mutationsraten aufweisen. Die Implikation unserer Befunde für die Erforschung der molekularen Phylogenie wird diskutiert.",
    url = "https://doi.org/10.1073/pnas.82.6.1741",
    doi = "10.1073/pnas.82.6.1741",
    openalex = "W1997188744",
    references = "doi101038224149a0"
}

Zeitschriftenartikel Mitochondriale DNA und zwei Perspektiven auf die evolutionäre Genetik Zugang erlangen ALLAN C. WILSON, ALLAN C. WILSON 1Institut für Biochemie, University of California, Berkeley, Kalifornien 94720, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar REBECCA L. CANN, REBECCA L. CANN 1Institut für Biochemie, University of California, Berkeley, Kalifornien 94720, USA2Howard Hughes Medical Institute, U426, University of California, San Francisco, Kalifornien 94143, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar STEVEN M. CARR, STEVEN M. CARR 1Institut für Biochemie, University of California, Berkeley, Kalifornien 94720, USA3Wildlife Genetics Laboraiory, Department of Wildlge and Fisheries Sciences, Texas A & M University, College Station, Texas 77843, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar MATTHEW GEORGE, MATTHEW GEORGE 1Institut für Biochemie, University of California, Berkeley, Kalifornien 94720, USA4Institut für Biochemie, Howard University, Washington, DC 20059, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar ULF B. GYLLENSTEN, ULF B. GYLLENSTEN 1Institut für Biochemie, University of California, Berkeley, Kalifornien 94720, USA5Institut für Klinische Genetik, Karolinska Hospital, Box 60500, S-104 01 Stockholm, Schweden Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar KATHLEEN M. HELM-BYCHOWSKI, KATHLEEN M. HELM-BYCHOWSKI 1Institut für Biochemie, University of California, Berkeley, Kalifornien 94720, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar RUSSELL G. HIGUCHI, RUSSELL G. HIGUCHI 1Institut für Biochemie, University of California, Berkeley, Kalifornien 94720, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar STEPHEN R. PALUMBI, STEPHEN R. PALUMBI 1Institut für Biochemie, University of California, Berkeley, Kalifornien 94720, USA6Institut für Zoologie, University of Hawaii, Honolulu, Hawaii 96822, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar ELLEN M. PRAGER, ELLEN M. PRAGER 1Institut für Biochemie, University of California, Berkeley, Kalifornien 94720, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar RICHARD D. SAGE, RICHARD D. SAGE 1Institut für Biochemie, University of California, Berkeley, Kalifornien 94720, USA7Museum of Vertebrate Zoology, University of California, Berkeley, Kalifornien 94720, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar... Mehr anzeigen MARK STONEKING MARK STONEKING 1Institut für Biochemie, University of California, Berkeley, Kalifornien 94720, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar Biological Journal of the Linnean Society, Band 26, Ausgabe 4, Dezember 1985, Seiten 375–400, https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.1985.tb02048.x Veröffentlicht: 28. Juni 2008 Artikelverlauf Angenommen: 01. Juli 1985 Veröffentlicht: 28. Juni 2008

@article{doi101111j109583121985tb02048x,
    author = "Wilson, Allan C. und Cann, Rebecca L. und Carr, Steven M. und George, Matthew und GYLLENSTEN, ULF B. und Helm‐Bychowski, Kathleen und Higuchi, Russell und Palumbi, Stephen R. und Prager, Ellen M. und Sage, Richard D. und Stoneking, Mark",
    title = "Mitochondriale DNA und zwei Perspektiven auf die Evolutionärgenetik",
    year = "1985",
    journal = "Biological Journal of the Linnean Society",
    abstract = "Journal Article Mitochondriale DNA und zwei Perspektiven auf die Evolutionärgenetik Zugriff erhalten ALLAN C. WILSON, ALLAN C. WILSON 1Institut für Biochemie, Universität von Kalifornien, Berkeley, Kalifornien 94720, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar REBECCA L. CANN, REBECCA L. CANN 1Institut für Biochemie, Universität von Kalifornien, Berkeley, Kalifornien 94720, USA2Howard Hughes Medical Institute, U426, Universität von Kalifornien, San Francisco, Kalifornien 94143, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar STEVEN M. CARR, STEVEN M. CARR 1Institut für Biochemie, Universität von Kalifornien, Berkeley, Kalifornien 94720, USA3Wildlife Genetics Laboratorium, Abteilung für Wildtier- und Fischereiwissenschaften, Texas A & M University, College Station, Texas 77843, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar MATTHEW GEORGE, MATTHEW GEORGE 1Institut für Biochemie, Universität von Kalifornien, Berkeley, Kalifornien 94720, USA4Institut für Biochemie, Howard University, Washington, DC 20059, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar ULF B. GYLLENSTEN, ULF B. GYLLENSTEN 1Institut für Biochemie, Universität von Kalifornien, Berkeley, Kalifornien 94720, USA5Abteilung für Klinische Genetik, Karolinska Hospital, Box 60500, S-104 01 Stockholm, Schweden Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar KATHLEEN M. HELM-BYCHOWSKI, KATHLEEN M. HELM-BYCHOWSKI 1Institut für Biochemie, Universität von Kalifornien, Berkeley, Kalifornien 94720, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar RUSSELL G. HIGUCHI, RUSSELL G. HIGUCHI 1Institut für Biochemie, Universität von Kalifornien, Berkeley, Kalifornien 94720, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar STEPHEN R. PALUMBI, STEPHEN R. PALUMBI 1Institut für Biochemie, Universität von Kalifornien, Berkeley, Kalifornien 94720, USA6Abteilung für Zoologie, Universität von Hawaii, Honolulu, Hawaii 96822, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar ELLEN M. PRAGER, ELLEN M. PRAGER 1Institut für Biochemie, Universität von Kalifornien, Berkeley, Kalifornien 94720, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar RICHARD D. SAGE, RICHARD D. SAGE 1Institut für Biochemie, Universität von Kalifornien, Berkeley, Kalifornien 94720, USA7Museum für Wirbeltierzoo, Universität von Kalifornien, Berkeley, Kalifornien 94720, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar... Mehr anzeigen MARK STONEKING MARK STONEKING 1Institut für Biochemie, Universität von Kalifornien, Berkeley, Kalifornien 94720, USA Suche nach weiteren Werken dieses Autors auf: Oxford Academic Google Scholar Biological Journal of the Linnean Society, Band 26, Ausgabe 4, Dezember 1985, Seiten 375–400, https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.1985.tb02048.x Veröffentlicht: 28. Juni 2008 Artikelverlauf Angenommen: 01. Juli 1985 Veröffentlicht: 28. Juni 2008",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.1985.tb02048.x",
    doi = "10.1111/j.1095-8312.1985.tb02048.x",
    openalex = "W2065697254",
    references = "doi101038202147a0, doi101073pnas504672, doi101073pnas581142, doi101111j155856461983tb05533x, doi101126science15838051200, doi1023071438156, doi1023072407274, doi107312simp93764, openalexw788933220, sarich1967immunological"
}

@misc{gould1985a1,
    author = "Gould, S. J",
    title = "A clock of evolution",
    year = "1985",
    howpublished = "Natural History Magazine, v. 94, no. 4, p. 12-25",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Gould, S. J., 1985, A clock of evolution: Natural History Magazine, v. 94, no. 4, p. 12-25.}"
}

Die Mutationsraten von DNA-Sequenzen während der Evolution können aus interspezifischen DNA-Sequenzunterschieden geschätzt werden, indem Veränderungen untersucht werden, die wenig oder keinen Einfluss auf das Phänotyp haben (neutrale Mutationen). Die Untersuchung verfügbarer Messungen zeigt, dass die Raten der DNA-Veränderung verschiedener phylogenetischer Gruppen sich um einen Faktor von 5 unterscheiden. Die langsamsten Raten werden bei höheren Primaten und einigen Vogelstämmen beobachtet, während schnellere Raten bei Nagetieren, Seesternen und Drosophila festgestellt werden. Die Rate der DNA-Sequenzveränderung hat sich während der Primaten-Evolution deutlich verringert. Der Kontrast in den Raten der DNA-Sequenzveränderung ist wahrscheinlich auf evolutionäre Variation und Selektion biochemischer Mechanismen wie DNA-Replikation oder -Reparatur zurückzuführen.

@article{doi101126science3082006,
    author = "Britten, Roy J.",
    title = "Rates of DNA Sequence Evolution Differ Between Taxonomic Groups",
    year = "1986",
    journal = "Science",
    abstract = "The mutation rates of DNA sequences during evolution can be estimated from interspecies DNA sequence differences by assaying changes that have little or no effect on the phenotype (neutral mutations). Examination of available measurements shows that rates of DNA change of different phylogenetic groups differ by a factor of 5. The slowest rates are observed for higher primates and some bird lineages, while faster rates are seen in rodents, sea urchins, and drosophila. The rate of DNA sequence change has decreased markedly during primate evolution. The contrast in rates of DNA sequence change is probably due to evolutionary variation and selection of biochemical mechanisms such as DNA replication or repair.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.3082006",
    doi = "10.1126/science.3082006",
    openalex = "W2027574957",
    references = "doi101038233604a0"
}

@article{doi101007bf02111279,
    author = "Kimura, Motoo",
    title = "Molekulare evolutionäre Uhr und die neutrale Theorie",
    year = "1987",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf02111279",
    doi = "10.1007/bf02111279",
    openalex = "W1985154076",
    references = "doi10100703064746897, doi101007bf01731581, doi101016b9781483227344500176, doi101038217624a0, doi101038scientificamerican117998, doi101093aesa383396, doi101126science1774048530, doi101146annurevbi46070177003041, jukes1972evolutionary, openalexw2062594085, openalexw2601913882"
}

@article{doi101007bf02111284,
    author = "Jukes, Thomas H.",
    title = "Transitions, transversions, and the molecular evolutionary clock",
    year = "1987",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1007/bf02111284",
    doi = "10.1007/bf02111284",
    openalex = "W1990171433",
    references = "doi101001jama193802790100062037, doi101007bf01731581, doi101007bf01734101, doi101007bf02099755, doi1010160022283672903269, doi1010160022283672903270, doi1010160022283682901371, doi1010160092867481903007, doi101016b9781483227344500176, doi101016b9781483232119500097, doi101038171964b0, doi101038290457a0, doi101126science1774048530, jukes1972evolutionary"
}

@book{doi107312nei92038,
    author = "Nei, Masatoshi",
    title = "Molekulare Evolutionsgenetik",
    year = "1987",
    booktitle = "Columbia University Press eBooks",
    url = "https://doi.org/10.7312/nei-92038",
    doi = "10.7312/nei-92038",
    openalex = "W93588716"
}

Es wird ein Likelihood-Quotienten-Test vorgestellt, um die Raten evolutionärer Veränderungen in den Abstammungspfaden, die zu zwei Arten führen, zu vergleichen. Der Test wird mit früheren relativen Raten-Tests verglichen, die auf Varianzen geschätzter Zahlen von Basen substitutionsen basieren. Der Likelihood-Ansatz erlaubt unterschiedliche Transversions- und Transition-Raten, und wenn diese Raten tatsächlich unterschiedlich sind, kann der Likelihood-Quotienten-Test viel leistungsfähiger sein als die varianzbasierten Tests. Für Ein-Parameter-Mutationsmodelle haben die beiden Tests jedoch eine ähnliche Leistung. Die Tests werden auf eine Reihe von Chloroplasten-Sequenzen aus mehreren Grasarten angewendet, und mit dem Likelihood-Quotienten-Test wurden zusätzliche Hinweise auf signifikant unterschiedliche Raten, die zu Gerste führen, gefunden.

@article{doi101093genetics1321269,
    author = "Muse, Spencer V. und Weir, B. S.",
    title = "Testing for equality of evolutionary rates.",
    year = "1992",
    journal = "Genetics",
    abstract = "A likelihood ratio test is presented for comparing rates of evolutionary change in the paths of descent leading to two species. The test is compared to previous relative rate tests based on variances of estimated numbers of base substitutions. The likelihood approach allows for different transversion and transition rates, and when these rates are actually different, the likelihood ratio test can be much more powerful than the variance-based tests. For single-parameter mutation models, however, the two tests have similar power. The tests are applied to a set of chloroplast sequences from several species of grasses, and additional indications of significantly different rates leading to barley were found with the likelihood ratio test.",
    url = "https://doi.org/10.1093/genetics/132.1.269",
    doi = "10.1093/genetics/132.1.269",
    openalex = "W2111694912"
}

Es werden Belege zusammengestellt, die auf eine Verlangsamung der durchschnittlichen Mikroevolutionsrate für die mitochondriale DNA (mtDNA) von Schildkröten hindeuten. Innerhalb jeder von sechs Arten oder Artkomplexen der Testudines, die sechs Gattungen und drei taxonomische Familien repräsentieren, sind Schätzungen der Sequenzdivergenz, die aus Restriktionsassays abgeleitet wurden, konsistent niedriger als die Erwartungen, die sich entweder (a) aus den Daten bestimmter geografischer Barrieren ergeben, mit denen signifikante mtDNA-genetische Klade assoziiert erscheinen, oder (b) aus den Größen der Sequenzdivergenz zwischen mtDNA-Kladen in nicht-schildkrötischen Arten, die ansonsten eine auffällige phylogeografische Übereinstimmung mit den genetischen Partitionen bei Schildkröten aufweisen. Die Größen der geschätzten Verlangsamungen betragen im Durchschnitt das Achtfache im Vergleich zur „konventionellen" mtDNA-Uhr-Kalibrierung von 2%/Myr Sequenzdivergenz zwischen höheren Tierlinien. Die Gründe für die postulierte Verlangsamung bleiben unbekannt, aber zwei interessante Korrelate sind (a) die außergewöhnlich lange Generationslänge bei den meisten Schildkröten und (b) die niedrige Stoffwechselrate der Schildkröten. Beide Faktoren wurden verdächtigt, die Evolutionsraten in den DNA-Sequenzen einiger anderer Wirbeltiergruppen zu beeinflussen. Unsicherheiten über die Daten der cladogenetischen Ereignisse bei diesen Testudines lassen Raum für Alternativen zur Verlangsamungs-Interpretation, aber die Konsistenz der Richtung des geschätzten Musters über mehrere Schildkrötenarten und evolutionäre Settings hinweg deutet auf die Notwendigkeit hin, bei der Annahme einer universellen mtDNA-Uhr-Kalibrierung für höhere Tiere vorsichtig zu sein.

@article{doi101093oxfordjournalsmolbeva040735,
    author = "Avise, John C. und Bowen, Brian W. und Lamb, Trip und Meylan, Anne B. und Bermingham, Eldredge",
    title = "Mitochondriale DNA-Evolution im Tempo einer Schildkröte: Belege für geringe genetische Variabilität und reduzierte Mikroevolutionsrate bei den Testudines.",
    year = "1992",
    journal = "Molecular Biology and Evolution",
    abstract = {Es werden Belege zusammengestellt, die auf eine Verlangsamung der durchschnittlichen Mikroevolutionsrate für die mitochondriale DNA (mtDNA) von Schildkröten hindeuten. Innerhalb jeder von sechs Arten oder Artkomplexen der Testudines, die sechs Gattungen und drei taxonomische Familien repräsentieren, sind Schätzungen der Sequenzdivergenz, die aus Restriktionsassays abgeleitet wurden, konsistent niedriger als die Erwartungen, die sich entweder (a) aus den Daten bestimmter geografischer Barrieren ergeben, mit denen signifikante mtDNA-genetische Klade assoziiert erscheinen, oder (b) aus den Größen der Sequenzdivergenz zwischen mtDNA-Kladen in nicht-schildkrötischen Arten, die ansonsten eine auffällige phylogeografische Übereinstimmung mit den genetischen Partitionen bei Schildkröten aufweisen. Die Größen der geschätzten Verlangsamungen betragen im Durchschnitt das Achtfache im Vergleich zur „konventionellen" mtDNA-Uhr-Kalibrierung von 2\%/Myr Sequenzdivergenz zwischen höheren Tierlinien. Die Gründe für die postulierte Verlangsamung bleiben unbekannt, aber zwei interessante Korrelate sind (a) die außergewöhnlich lange Generationslänge bei den meisten Schildkröten und (b) die niedrige Stoffwechselrate der Schildkröten. Beide Faktoren wurden verdächtigt, die Evolutionsraten in den DNA-Sequenzen einiger anderer Wirbeltiergruppen zu beeinflussen. Unsicherheiten über die Daten der cladogenetischen Ereignisse bei diesen Testudines lassen Raum für Alternativen zur Verlangsamungs-Interpretation, aber die Konsistenz der Richtung des geschätzten Musters über mehrere Schildkrötenarten und evolutionäre Settings hinweg deutet auf die Notwendigkeit hin, bei der Annahme einer universellen mtDNA-Uhr-Kalibrierung für höhere Tiere vorsichtig zu sein.},
    url = "https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a040735",
    doi = "10.1093/oxfordjournals.molbev.a040735",
    openalex = "W2146549494",
    references = "doi101038233604a0"
}

Es werden einfache statistische Methoden zur Überprüfung der molekularen evolutionären Uhr-Hypothese entwickelt, die sowohl auf Nukleotid- als auch auf Aminosäuresequenzen anwendbar sind. Diese Methoden basieren auf dem Chi-Quadrat-Test und sind auch dann anwendbar, wenn das Muster der Substitutionsraten unbekannt ist und/oder die Substitutionsrate zwischen verschiedenen Stellen variiert. Darüber hinaus können einige der Methoden auch dann angewendet werden, wenn die Ausgruppe unbekannt ist. Mittels Computersimulationen wurden diese Methoden mit dem Likelihood-Quotienten-Test und dem relativen Raten-Test verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Leistungsfähigkeit der vorliegenden Methoden derjenigen des Likelihood-Quotienten-Tests und des relativen Raten-Tests ähnlich ist, obwohl letztere beiden Tests davon ausgehen, dass das Muster der Substitutionsraten einem bestimmten Modell folgt und die Substitutionsrate zwischen verschiedenen Stellen gleich ist, während solche Annahmen für die Anwendung der vorliegenden Methoden nicht notwendig sind. Daher könnten die vorliegenden Methoden nützlich sein.

@article{doi101093genetics1352599,
    author = "Tajima, Fumio",
    title = "Simple methods for testing the molecular evolutionary clock hypothesis.",
    year = "1993",
    journal = "Genetics",
    abstract = "Simple statistical methods for testing the molecular evolutionary clock hypothesis are developed which can be applied to both nucleotide and amino acid sequences. These methods are based on the chi-square test and are applicable even when the pattern of substitution rates is unknown and/or the substitution rate varies among different sites. Furthermore, some of the methods can be applied even when the outgroup is unknown. Using computer simulations, these methods were compared with the likelihood ratio test and the relative rate test. The results indicate that the powers of the present methods are similar to those of the likelihood ratio test and the relative rate test, in spite of the fact that the latter two tests assume that the pattern of substitution rates follows a certain model and that the substitution rate is the same among different sites, while such assumptions are not necessary to apply the present methods. Therefore, the present methods might be useful.",
    url = "https://doi.org/10.1093/genetics/135.2.599",
    doi = "10.1093/genetics/135.2.599",
    openalex = "W2133104753"
}

@article{doi101006jmbi19960167,
    author = "Lichtarge, Olivier und Bourne, Henry R. und Cohen, Fred E.",
    title = "An Evolutionary Trace Method Defines Binding Surfaces Common to Protein Families",
    year = "1996",
    journal = "Journal of Molecular Biology",
    url = "https://doi.org/10.1006/jmbi.1996.0167",
    doi = "10.1006/jmbi.1996.0167",
    openalex = "W2137991504"
}

Analysen vollständiger Cytochrom b-Sequenzen aus allen Kranicharten (Aves: Gruidae) zeigen Aspekte der Sequenzentwicklung in den frühen Stadien der Divergenz. Diese DNA-Sequenzen sind > oder = 89% identisch, aber erwartete Abweichungen von zufälligen Substitutionen sind erkennbar. Stille, dritte-Position-Pyrimidin-Transitionen sind der dominante Substitutionstyp, wobei Transversionen nur einen kleinen Bruchteil der Sequenzunterschiede ausmachen. Substitutionsmuster zeigen sich erst deutlich, wenn die Divergenz ein moderates Niveau (> 3%) erreicht hat, wie für einen stochastischen Prozess zu erwarten ist. Die Variation der Frequenz von Mismatch-Typen zwischen Linien nimmt bei größeren Divergenzen ab, aber das Ausmaß der Verzerrung nimmt nicht ab. Die Divergenz variiert bis zu fünfmal zwischen Genregionen, korreliert aber nicht mit dem Strukturdomänen. Alle Proteinstrukturdomänen außer extramembran 4 zeigen < 20% variable Reste. Regionen, die putativen Funktionsdomänen entsprechen, zeigen die erwartete Konservierung von Aminosäuren, obwohl der C-terminale Teil des Q0-Reaktionszentrums mehrere nicht-konservative Ersetzungen aufweist. Phylogenetische Analysen, die Substitutionsasymmetrien einbeziehen, ergaben gemischte Ergebnisse. Entfernungen, die mit mehreren Parametern (Transition, Codon-Position, Zusammensetzung und Pyrimidin-Transition-Verzerrungen) geschätzt wurden, ergaben identische additive Baumtopologien mit vergleichbaren Bootstrap-Werten, alle konsistent mit unumstrittenen Artenbeziehungen. Maximum-Likelihood-Analyse, die diese Verzerrungen einbezieht, sowie gleichgewichtiges Parsimonie-Verfahren ergaben ähnliche Ergebnisse. Statische, differenzielle Gewichtung für Parsimonie verbesserte das phylogenetische Signal nicht, erzeugte aber ungewöhnliche Bäume mit niedrigen Bootstraps. Die Gesamtrate der Nukleotidsubstitution variiert leicht, aber signifikant zwischen Kranichen, und die Kalibrierung von Entfernungen gegenüber Fossil-Datierungen deutet auf Divergenzraten von 0,7%-1,7% pro Million Jahre hin.

@article{doi101093oxfordjournalsmolbeva025558,
    author = "Krajewski, Carey und King, David G.",
    title = "Molekulare Divergenz und Phylogenie: Raten und Muster der Evolution von Cytochrom b bei Kranichen",
    year = "1996",
    journal = "Molecular Biology and Evolution",
    abstract = "Analysen vollständiger Cytochrom b-Sequenzen aus allen Kranicharten (Aves: Gruidae) zeigen Aspekte der Sequenzentwicklung in den frühen Stadien der Divergenz. Diese DNA-Sequenzen sind > oder = 89% identisch, aber erwartete Abweichungen von zufälligen Substitutionen sind erkennbar. Stille, dritte-Position-Pyrimidin-Transitionen sind der dominante Substitutionstyp, wobei Transversionen nur einen kleinen Bruchteil der Sequenzunterschiede ausmachen. Substitutionsmuster zeigen sich erst deutlich, wenn die Divergenz ein moderates Niveau (> 3%) erreicht hat, wie für einen stochastischen Prozess zu erwarten ist. Die Variation der Frequenz von Mismatch-Typen zwischen Linien nimmt bei größeren Divergenzen ab, aber das Ausmaß der Verzerrung nimmt nicht ab. Die Divergenz variiert bis zu fünfmal zwischen Genregionen, korreliert aber nicht mit dem Strukturdomänen. Alle Proteinstrukturdomänen außer extramembran 4 zeigen < 20% variable Reste. Regionen, die putativen Funktionsdomänen entsprechen, zeigen die erwartete Konservierung von Aminosäuren, obwohl der C-terminale Teil des Q0-Reaktionszentrums mehrere nicht-konservative Ersetzungen aufweist. Phylogenetische Analysen, die Substitutionsasymmetrien einbeziehen, ergaben gemischte Ergebnisse. Entfernungen, die mit mehreren Parametern (Transition, Codon-Position, Zusammensetzung und Pyrimidin-Transition-Verzerrungen) geschätzt wurden, ergaben identische additive Baumtopologien mit vergleichbaren Bootstrap-Werten, alle konsistent mit unumstrittenen Artenbeziehungen. Maximum-Likelihood-Analyse, die diese Verzerrungen einbezieht, sowie gleichgewichtiges Parsimonie-Verfahren ergaben ähnliche Ergebnisse. Statische, differenzielle Gewichtung für Parsimonie verbesserte das phylogenetische Signal nicht, erzeugte aber ungewöhnliche Bäume mit niedrigen Bootstraps. Die Gesamtrate der Nukleotidsubstitution variiert leicht, aber signifikant zwischen Kranichen, und die Kalibrierung von Entfernungen gegenüber Fossil-Datierungen deutet auf Divergenzraten von 0,7%-1,7% pro Million Jahre hin.",
    url = "https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a025558",
    doi = "10.1093/oxfordjournals.molbev.a025558",
    openalex = "W2123687003",
    references = "doi101007bf02111284"
}

Während der Entwicklung eines mehrzelligen Organismus aus einer Zygote finden auf jeder Ebene der suborganismalen Organisation eine große Anzahl epigenetischer Interaktionen statt. Dies wirft die Möglichkeit auf, dass das System epigenetischer Interaktionen einige der Veränderungen kompensieren oder „puffern" kann, die als Mutationen auf seinen niedrigsten Ebenen auftreten, und somit das Phänotyp bezüglich Mutationen stabilisiert. Dieses hypothetische Phänomen wird als „epigenetische Stabilität" bezeichnet. Seine potenzielle Bedeutung ergibt sich daraus, dass phänotypische Variation mit genetischer Basis eine wesentliche Voraussetzung für die Evolution ist. Somit könnte eine Variation in der epigenetischen Stabilität die erreichbaren Evolutionsraten erheblich beeinflussen. Während es sich um eine systemische Eigenschaft eines Entwicklungssystems handelt, könnte die epigenetische Stabilität selbst genetisch bestimmt sein und somit der evolutionären Veränderung unterliegen. Ob dies der Fall ist oder nicht, sollte idealerweise direkt, d. h. durch Experimentation, beantwortet werden. Die damit verbundene Zeitskala und unser unzureichendes quantitatives Verständnis von Entwicklungswegen werden diese Herangehensweise wahrscheinlich in absehbarer Zukunft ausschließen. Vorläufige Antworten werden hier gesucht, indem ein biochemisch motiviertes Modell eines kleinen, aber zentralen Teils eines Entwicklungswegs verwendet wird. Modelliert werden Sätze von transkriptionellen Regulatoren, die sich gegenseitig die Expression regulieren und dadurch stabile Genexpressionsmuster bilden. Solche Genexpressionsmuster, die entscheidend an der Bestimmung von Entwicklungsmusterbildungsereignissen beteiligt sind, unterliegen höchstwahrscheinlich einer starken stabilisierenden natürlichen Selektion. Nach langen Perioden der stabilisierenden Selektion ist der Anteil der Mutationen, die Veränderungen in Genexpressionsmustern verursachen, im Modell erheblich reduziert. Die epigenetische Stabilität hat zugenommen. Dieses Phänomen wird für weitgehend variierende regulatorische Szenarien unter Transkriptionsfaktor-Genen gefunden. Es wird diskutiert, dass nur epistatische (nichtlineare) Geninteraktionen eine solche Veränderung der epigenetischen Stabilität verursachen können. Beweise aus der Paläontologie, der molekularen Evolution, der Entwicklung und der Genetik, die mit dem Bestehen einer Variation in der epigenetischen Stabilität übereinstimmen, werden diskutiert. Die Beziehung der epigenetischen Stabilität zur entwicklungsbiologischen Kanalisierung wird skizziert. Experimentelle Szenarien werden vorgeschlagen, die weitere Beweise liefern könnten.

@article{doi101111j155856461996tb02342x,
    author = "Wagner, Andreas",
    title = "EVOLVIERT EVOLUTIONÄRE PLASTIZITÄT?",
    year = "1996",
    journal = "Evolution",
    abstract = {Während der Entwicklung eines mehrzelligen Organismus aus einer Zygote finden auf jeder Ebene der suborganismalen Organisation eine große Anzahl epigenetischer Interaktionen statt. Dies wirft die Möglichkeit auf, dass das System epigenetischer Interaktionen einige der Veränderungen kompensieren oder „puffern" kann, die als Mutationen auf seinen niedrigsten Ebenen auftreten, und somit das Phänotyp bezüglich Mutationen stabilisiert. Dieses hypothetische Phänomen wird als „epigenetische Stabilität" bezeichnet. Seine potenzielle Bedeutung ergibt sich daraus, dass phänotypische Variation mit genetischer Basis eine wesentliche Voraussetzung für die Evolution ist. Somit könnte eine Variation in der epigenetischen Stabilität die erreichbaren Evolutionsraten erheblich beeinflussen. Während es sich um eine systemische Eigenschaft eines Entwicklungssystems handelt, könnte die epigenetische Stabilität selbst genetisch bestimmt sein und somit der evolutionären Veränderung unterliegen. Ob dies der Fall ist oder nicht, sollte idealerweise direkt, d. h. durch Experimentation, beantwortet werden. Die damit verbundene Zeitskala und unser unzureichendes quantitatives Verständnis von Entwicklungswegen werden diese Herangehensweise wahrscheinlich in absehbarer Zukunft ausschließen. Vorläufige Antworten werden hier gesucht, indem ein biochemisch motiviertes Modell eines kleinen, aber zentralen Teils eines Entwicklungswegs verwendet wird. Modelliert werden Sätze von transkriptionellen Regulatoren, die sich gegenseitig die Expression regulieren und dadurch stabile Genexpressionsmuster bilden. Solche Genexpressionsmuster, die entscheidend an der Bestimmung von Entwicklungsmusterbildungsereignissen beteiligt sind, unterliegen höchstwahrscheinlich einer starken stabilisierenden natürlichen Selektion. Nach langen Perioden der stabilisierenden Selektion ist der Anteil der Mutationen, die Veränderungen in Genexpressionsmustern verursachen, im Modell erheblich reduziert. Die epigenetische Stabilität hat zugenommen. Dieses Phänomen wird für weitgehend variierende regulatorische Szenarien unter Transkriptionsfaktor-Genen gefunden. Es wird diskutiert, dass nur epistatische (nichtlineare) Geninteraktionen eine solche Veränderung der epigenetischen Stabilität verursachen können. Beweise aus der Paläontologie, der molekularen Evolution, der Entwicklung und der Genetik, die mit dem Bestehen einer Variation in der epigenetischen Stabilität übereinstimmen, werden diskutiert. Die Beziehung der epigenetischen Stabilität zur entwicklungsbiologischen Kanalisierung wird skizziert. Experimentelle Szenarien werden vorgeschlagen, die weitere Beweise liefern könnten.},
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.1996.tb02342.x",
    doi = "10.1111/j.1558-5646.1996.tb02342.x",
    openalex = "W1487920553",
    references = "doi101007bf02111279"
}

Aminosäuresequenzdaten von 57 verschiedenen Enzymen wurden verwendet, um die Divergenzzeiten der großen biologischen Gruppen zu bestimmen. Deuterostomen und Protostomen trennten sich vor etwa 670 Millionen Jahren, und Pflanzen, Tiere und Pilze teilten sich vor etwa einer Milliarde Jahren den letzten gemeinsamen Vorfahren. Hinsichtlich dieser Proteinsequenzen sind Pflanzen etwas ähnlicher mit Tieren als die Pilze. Im Gegensatz dazu zeigt die phylogenetische Analyse derselben Sequenzen, dass Pilze und Tiere einen gemeinsamen Vorfahren kürzlich teilten als entweder von ihnen mit Pflanzen, wobei der größere Unterschied darauf zurückzuführen ist, dass die Pilzlinie sich über die letzten 965 Millionen Jahre schneller verändert hat als die Tier- und Pflanzenlinien. Die großen Protistenlinien haben sich mit etwas höherer Geschwindigkeit als andere Eukaryoten verändert und trennten sich vor etwa 1230 Millionen Jahren. Wenn sich die Änderungsrate ungefähr konstant gehalten hat, dann teilten sich Prokaryoten und Eukaryoten vor etwa 2 Milliarden Jahren den letzten gemeinsamen Vorfahren, wobei archäbakterielle Sequenzen messbar ähnlicher zu eukaryotischen als zu eubakteriellen sind.

@article{doi101126science2715248470,
    author = "Doolittle, Russell F. und Feng, Da-Fei und Tsang, Simon K. und Cho, Glen und Little, Elizabeth",
    title = "Bestimmung der Divergenzzeiten der großen Reiche lebender Organismen mit einem Protein-Uhrwerk",
    year = "1996",
    journal = "Science",
    abstract = "Aminosäuresequenzdaten von 57 verschiedenen Enzymen wurden verwendet, um die Divergenzzeiten der großen biologischen Gruppen zu bestimmen. Deuterostomen und Protostomen trennten sich vor etwa 670 Millionen Jahren, und Pflanzen, Tiere und Pilze teilten sich vor etwa einer Milliarde Jahren den letzten gemeinsamen Vorfahren. Hinsichtlich dieser Proteinsequenzen sind Pflanzen etwas ähnlicher mit Tieren als die Pilze. Im Gegensatz dazu zeigt die phylogenetische Analyse derselben Sequenzen, dass Pilze und Tiere einen gemeinsamen Vorfahren kürzlich teilten als entweder von ihnen mit Pflanzen, wobei der größere Unterschied darauf zurückzuführen ist, dass die Pilzlinie sich über die letzten 965 Millionen Jahre schneller verändert hat als die Tier- und Pflanzenlinien. Die großen Protistenlinien haben sich mit etwas höherer Geschwindigkeit als andere Eukaryoten verändert und trennten sich vor etwa 1230 Millionen Jahren. Wenn sich die Änderungsrate ungefähr konstant gehalten hat, dann teilten sich Prokaryoten und Eukaryoten vor etwa 2 Milliarden Jahren den letzten gemeinsamen Vorfahren, wobei archäbakterielle Sequenzen messbar ähnlicher zu eukaryotischen als zu eubakteriellen sind.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.271.5248.470",
    doi = "10.1126/science.271.5248.470",
    openalex = "W1970473208",
    references = "doi101007bf02101113, doi101007bf02111276, doi101007bf02603120, doi1010160022283670900574, doi101016b9781483227344500176, doi101016b9781483232119500097, doi101038202147a0, doi101038361219a0, doi101073pnas86239355, doi101126science1604319, doi101126science17940781144, doi101126science2605108640, doi101128mr5749539941993, doi1023072412448, doi107312nei92038"
}

Es wird eine neue Methode zur Schätzung von Divergenzzeiten vorgeschlagen, wenn sich evolutionäre Raten über Linien hinweg unterscheiden. Die Methode, nichtparametrische Glättung der Raten (NPRS) genannt, beruht auf der Minimierung lokaler Ratenänderungen zwischen Vorfahren und Nachkommen und wird durch die Wahrscheinlichkeit motiviert, dass sich evolutionäre Raten im Zeitverlauf autokorreliert verhalten. Fossilinformationen bezüglich der minimalen und/oder maximalen Altersangaben von Knoten in einer Phylogenie werden durch Techniken der eingeschränkten Optimierung in die Algorithmen integriert. Die Genauigkeit von NPRS wurde durch Vergleich mit einer auf Uhren basierenden Maximum-Likelihood-Methode in Computersimulationen untersucht. NPRS liefert genauere Schätzungen der Divergenzzeiten, wenn (1) Sequenzlängen ausreichend lang sind, (2) die Raten wirklich nicht-uhrenartig sind und (3) die Raten im Zeitverlauf moderat bis stark autokorreliert sind. Die Algorithmen wurden angewendet, um Divergenzzeiten bei Samenpflanzen basierend auf Daten aus dem Chloroplasten-Gen rbcL zu schätzen. Sowohl eingeschränkte als auch uneingeschränkte NPRS-Methoden neigten dazu, Schätzungen der Divergenzzeiten zu produzieren, die mit paläobotanischen Beweisen übereinstimmten, wohingegen dies bei auf Uhren basierenden Schätzungen nicht der Fall war.

@article{doi101093oxfordjournalsmolbeva025731,
    author = "Sanderson, Michael J.",
    title = "A Nonparametric Approach to Estimating Divergence Times in the Absence of Rate Constancy",
    year = "1997",
    journal = "Molecular Biology and Evolution",
    abstract = "A new method for estimating divergence times when evolutionary rates are variable across lineages is proposed. The method, called nonparametric rate smoothing (NPRS), relies on minimization of ancestor-descendant local rate changes and is motivated by the likelihood that evolutionary rates are autocorrelated in time. Fossil information pertaining to minimum and/or maximum ages of nodes in a phylogeny is incorporated into the algorithms by constrained optimization techniques. The accuracy of NPRS was examined by comparison to a clock-based maximum-likelihood method in computer simulations. NPRS provides more accurate estimates of divergence times when (1) sequence lengths are sufficiently long, (2) rates are truly nonclocklike, and (3) rates are moderately to highly autocorrelated in time. The algorithms were applied to estimate divergence times in seed plants based on data from the chloroplast rbcL gene. Both constrained and unconstrained NPRS methods tended to produce divergence time estimates more consistent with paleobotanical evidence than did clock-based estimates.",
    url = "https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a025731",
    doi = "10.1093/oxfordjournals.molbev.a025731",
    openalex = "W1964575260",
    references = "doi101007bf01797451, doi101126science2715248470, doi10113000917613198311503tdonag20co2"
}

Ein einfaches Modell für die Evolution der Rate der molekularen Evolution wird vorgestellt. Mit einem bayesianischen Ansatz kann dieses Modell als Grundlage für die Schätzung von Daten wichtiger evolutionärer Ereignisse dienen, auch ohne die Annahme konstanter Raten unter evolutionären Linien. Die Methode kann in Verbindung mit jedem der weit verbreiteten Modelle für Nukleotidsubstitution oder Aminosäureaustausch verwendet werden. Sie wird durch die Analyse eines Datensatzes von rbcL-Proteinsequenzen illustriert.

@article{doi101093oxfordjournalsmolbeva025892,
    author = "Thorne, Jeffrey L. und Kishino, Hirohisa und Painter, Ian",
    title = "Estimating the rate of evolution of the rate of molecular evolution",
    year = "1998",
    journal = "Molecular Biology and Evolution",
    abstract = "A simple model for the evolution of the rate of molecular evolution is presented. With a Bayesian approach, this model can serve as the basis for estimating dates of important evolutionary events even in the absence of the assumption of constant rates among evolutionary lineages. The method can be used in conjunction with any of the widely used models for nucleotide substitution or amino acid replacement. It is illustrated by analyzing a data set of rbcL protein sequences.",
    url = "https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a025892",
    doi = "10.1093/oxfordjournals.molbev.a025892",
    openalex = "W2051296828",
    references = "doi101007bf01734359, doi101007bf01797451, doi101007bf02111276, doi101007bf02338839, doi101016b9781483227344500176, doi101016b9781483232119500097, doi101038scientificamerican117998, doi101093bioinformatics83275, doi101093biomet57197, doi101198tech2001s608, doi1012019780429258411, doi1023072291187"
}

Schwesterarten, die durch den Isthmus von Panama getrennt sind, wurden weit verbreitet verwendet, um Raten der molekularen Evolution zu schätzen. Diese Schätzungen basieren auf der Annahme, dass die geografische Isolation für die meisten Taxa nahezu gleichzeitig stattfand, als die Verbindungen zwischen dem Karibischen Meer und dem östlichen Pazifik vor etwa drei Millionen Jahren schlossen. Hier zeigen wir, dass diese Annahme für das einzige Genus ungültig ist, für das viele Taxa und mehrere genetische Marker analysiert wurden. Muster der Divergenz, die von Allozymen und dem mitochondrialen COI-Gen gezeigt werden, sind für 15 Paare von Schnappkrebse der Gattung Alpheus hochgradig übereinstimmend, was darauf hindeutet, dass sie eine vernünftige Grundlage für die Schätzung der Zeit seit dem Aussetzen des Genflusses bieten. Das Ausmaß der genetischen Divergenz zwischen Paaren von Schwesterarten variierte vierfach. Schwesterarten aus Mangrovenumgebungen zeigten die geringste Divergenz, wie zu erwarten wäre, wenn diese zu den letzten Lebensräumen gehörten, die geteilt wurden. Die Verwendung dieses Paares ergibt eine Sequenzdivergenzrate von 1,4 % pro einer Million Jahren, mit implizierten Trennungszeiten für die 15 Paare von 3^18 Millionen Jahren vor heute. Viele vergangene Studien haben möglicherweise die Raten der molekularen Evolution überschätzt, da sie Paare stichprobenartig untersuchten, die lange vor dem endgültigen Schließen des Isthmus getrennt waren.

@article{doi101098rspb19980568,
    author = "Knowlton, Nancy und Weigt, Lee A.",
    title = "Neue Daten und neue Raten für die Divergenz über den Isthmus von Panama",
    year = "1998",
    journal = "Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences",
    abstract = "Schwesterarten, die durch den Isthmus von Panama getrennt sind, wurden weit verbreitet verwendet, um Raten der molekularen Evolution zu schätzen. Diese Schätzungen basieren auf der Annahme, dass die geografische Isolation für die meisten Taxa nahezu gleichzeitig stattfand, als die Verbindungen zwischen dem Karibischen Meer und dem östlichen Pazifik vor etwa drei Millionen Jahren schlossen. Hier zeigen wir, dass diese Annahme für das einzige Genus ungültig ist, für das viele Taxa und mehrere genetische Marker analysiert wurden. Muster der Divergenz, die von Allozymen und dem mitochondrialen COI-Gen gezeigt werden, sind für 15 Paare von Schnappkrebse der Gattung Alpheus hochgradig übereinstimmend, was darauf hindeutet, dass sie eine vernünftige Grundlage für die Schätzung der Zeit seit dem Aussetzen des Genflusses bieten. Das Ausmaß der genetischen Divergenz zwischen Paaren von Schwesterarten variierte vierfach. Schwesterarten aus Mangrovenumgebungen zeigten die geringste Divergenz, wie zu erwarten wäre, wenn diese zu den letzten Lebensräumen gehörten, die geteilt wurden. Die Verwendung dieses Paares ergibt eine Sequenzdivergenzrate von 1,4 % pro einer Million Jahren, mit implizierten Trennungszeiten für die 15 Paare von 3^18 Millionen Jahren vor heute. Viele vergangene Studien haben möglicherweise die Raten der molekularen Evolution überschätzt, da sie Paare stichprobenartig untersuchten, die lange vor dem endgültigen Schließen des Isthmus getrennt waren.",
    url = "https://doi.org/10.1098/rspb.1998.0568",
    doi = "10.1098/rspb.1998.0568",
    openalex = "W2053565808",
    references = "doi101007978303487527124, doi101038280599a0, doi101126science25350241099"
}

Einige Schätzungen molekularer Uhren für Divergenzzeiten taxonomischer Gruppen, die einer evolutionären Radiation unterliegen, sind viel älter als der erste beobachtete Fossilbericht der Gruppen. Mathematische Modelle der verzweigten Evolution werden verwendet, um die maximale Rate der Fossilkonservierung abzuschätzen, die mit einer postulierten fehlenden Geschichte konsistent ist, gegeben die Summe der Artenlängen, die durch frühe Ursprünge unter einer Reihe von Artenentstehungs- und Aussterberaten impliziert werden. Die Plausibilität postulierter Divergenzzeiten hängt von Entstehungs-, Aussterbe- und Konservierungsraten ab, die aus dem Fossilbericht geschätzt werden. Für eutherische Säugetiere deutet dieser Ansatz darauf hin, dass es unwahrscheinlich ist, dass viele moderne Ordnungen viel früher entstanden sind als ihre ältesten Fossilbelege.

@article{doi101126science28354061310,
    author = "Foote, Mike und Hunter, John P. und Janis, Christine M. und Sepkoski, J. John",
    title = "Evolutionäre und konservatorische Einschränkungen bei der Entstehung biologischer Gruppen: Divergenzzeiten von Eutherischen Säugetieren",
    year = "1999",
    journal = "Science",
    abstract = "Einige Schätzungen molekularer Uhren für Divergenzzeiten taxonomischer Gruppen, die einer evolutionären Radiation unterliegen, sind viel älter als der erste beobachtete Fossilbericht der Gruppen. Mathematische Modelle der verzweigten Evolution werden verwendet, um die maximale Rate der Fossilkonservierung abzuschätzen, die mit einer postulierten fehlenden Geschichte konsistent ist, gegeben die Summe der Artenlängen, die durch frühe Ursprünge unter einer Reihe von Artenentstehungs- und Aussterberaten impliziert werden. Die Plausibilität postulierter Divergenzzeiten hängt von Entstehungs-, Aussterbe- und Konservierungsraten ab, die aus dem Fossilbericht geschätzt werden. Für eutherische Säugetiere deutet dieser Ansatz darauf hin, dass es unwahrscheinlich ist, dass viele moderne Ordnungen viel früher entstanden sind als ihre ältesten Fossilbelege.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.283.5406.1310",
    doi = "10.1126/science.283.5406.1310",
    openalex = "W2051714097",
    references = "doi101007bf02111279"
}

@article{doi101016s0169534700018760,
    author = "Crandall, Keith A. und Crandall, Keith A. und Bininda‐Emonds, Olaf R. P. und Bininda‐Emonds, Olaf R. P. und Mace, Georgina M. und Mace, Georgina M. und Wayne, Robert K. und Wayne, Robert K.",
    title = "Considering evolutionary processes in conservation biology",
    year = "2000",
    journal = "Trends in Ecology \& Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1016/s0169-5347(00)01876-0",
    doi = "10.1016/s0169-5347(00)01876-0",
    openalex = "W2125936169",
    references = "doi1010079781461523819, doi101146annureves16110185002141, doi1023072409350, doi1023072409372"
}

s.kumar@asu.edu

@article{doi101093bioinformatics17121244,
    author = "Kumar, Sudhir und Tamura, Koichiro und Jakobsen, Ingrid B. und Nei, Masatoshi",
    title = "MEGA2: Software zur Analyse molekularer evolutionärer Genetik",
    year = "2001",
    journal = "Bioinformatics",
    abstract = "s.kumar@asu.edu",
    url = "https://doi.org/10.1093/bioinformatics/17.12.1244",
    doi = "10.1093/bioinformatics/17.12.1244",
    openalex = "W2156434383",
    references = "doi101007bf00173196, doi101093bioinformatics102189, doi101093oso97801951358480010001, doi101093oxfordjournalsmolbeva040259, doi102307jctvcm4gbm10, openalexw2002446259"
}

Raten der molekularen Evolution variieren stark zwischen Abstammungslinien, doch die Quantifizierung, wie sich diese Raten ändern, hat sich als schwierig erwiesen. Kürzlich vorgeschlagene Schätzverfahren haben sich hauptsächlich auf hochparametrische Ansätze verlassen, die die Evolution der Raten explizit modellieren. In dieser Studie wird ein semiparametrisches Glättungsverfahren unter Verwendung einer bestraften Likelihood entwickelt. Ein gesättigtes Modell, in dem jede Abstammungslinie eine separate Rate hat, wird mit einem Glätteungsstrafglied kombiniert, das dazu beiträgt, dass sich die Raten über eine Phylogenie nicht zu stark unterscheiden. Anschließend wird ein datengetriebenes Kreuzvalidierungskriterium verwendet, um ein optimales Glättungsniveau zu bestimmen. Dieses Kriterium basiert auf einer Schätzung des durchschnittlichen Vorhersagefehlers, der mit dem Abschneiden von Abstammungslinien aus dem Baum verbunden ist. Die Methoden werden auf drei Datensätze von sechs Genen über eine Stichprobe von Landpflanzen angewendet. Optimal geglättete Schätzungen absoluter Raten ergaben eine Variation von 2- bis 10-fach über die Abstammungslinien hinweg.

@article{doi101093oxfordjournalsmolbeva003974,
    author = "Sanderson, Michael J.",
    title = "Estimating Absolute Rates of Molecular Evolution and Divergence Times: A Penalized Likelihood Approach",
    year = "2002",
    journal = "Molecular Biology and Evolution",
    abstract = "Rates of molecular evolution vary widely between lineages, but quantification of how rates change has proven difficult. Recently proposed estimation procedures have mainly adopted highly parametric approaches that model rate evolution explicitly. In this study, a semiparametric smoothing method is developed using penalized likelihood. A saturated model in which every lineage has a separate rate is combined with a roughness penalty that discourages rates from varying too much across a phylogeny. A data-driven cross-validation criterion is then used to determine an optimal level of smoothing. This criterion is based on an estimate of the average prediction error associated with pruning lineages from the tree. The methods are applied to three data sets of six genes across a sample of land plants. Optimally smoothed estimates of absolute rates entailed 2- to 10-fold variation across lineages.",
    url = "https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a003974",
    doi = "10.1093/oxfordjournals.molbev.a003974",
    openalex = "W1982848324",
    references = "doi1010079781475729177, doi1010079781489944733, doi101007bf01797451, doi1010160169534796100410, doi101016s0022519305801043, doi10103831927, doi10106313047872, doi101073pnas9094087, doi101093oxfordjournalsmolbeva025892, doi101093oxfordjournalsmolbeva040259, doi101111j146364091997tb00423x, doi1023071271147, doi105860choice302064, rambaut1998estimating"
}

Die Kalibrierung von Nukleotidsequenz-Divergenzraten stellt eine wichtige Methode dar, um viele Hypothesen der Evolution zu testen. Bei fehlendem ausreichendem Fossilbericht werden geologische Ereignisse, anstatt der ersten Auftretensdaten von Schwestertaxa im geologischen Fossilbericht, häufig zur Kalibrierung molekularer Uhren verwendet. Die Bildung des Isthmus von Panama, der die tropischen westlichen Atlantik- und östlichen Pazifischen Ozeane isolierte, ist ein solches Ereignis, das häufig zur Inferenz von Nukleotidsequenz-Divergenzraten verwendet wird. Isthmus-Kalibrierungen gehen davon aus, dass morphologisch ähnliche „geminate" Arten, die heute auf beiden Seiten des Isthmus leben, durch die spätesten Stadien der Seeweg-Schließung vor 3,1–3,5 MYA geografisch isoliert wurden. Hier habe ich Kalibrierungsdaten aus dem Fossilbericht auf Divergenzen von Cytochrom-c-Oxidase-1 (CO1) und nukleärem Histone-3 (H3) bei sechs Paaren von Geminaten in der Familie Arcidae angewendet, um diese Hypothese zu testen. Die Analyse der ersten und dritten Positionen von CO1 ergibt geminate Divergenzen, die der endgültigen Seeweg-Schließung vorausgehen, und basierend auf den ersten Positionen von CO1 sind die Zeiten für alle sechs Geminaten signifikant größer als 3,5 Myr. H3-Sequenzen ergeben deutlich jüngere geminate Divergenzen, einige jünger als 3,1 Myr. Doch die aus H3 abgeleiteten Schätzungen für alle arcid Geminaten unterscheiden sich signifikant nicht sowohl von 0 als auch von 15 Myr. Nach CO1 haben sich eines der beiden am stärksten divergenten Paare, Arca mutabilis und A. imbricata, vor mehr als 30 MYA getrennt. Dieses Datum ist mit dem Fossilbericht vereinbar, der darauf hinweist, dass diese Arten bereits vor mindestens 16–21 MYA morphologisch unterschiedlich waren. Über alle CO1-Nukleotidstellen hinweg sind die Divergenzraten für Arcidae langsamer als die für andere Taxa berichteten Raten, die auf Basis von Isthmus-Kalibrierungen ermittelt wurden, mit Ausnahme der Raten, die aus dem am wenigsten divergenten Artenspaar in größeren Umfragen mehrerer transisthmischer Paare bestimmt wurden. Ratenunterschiede zwischen Arcidae und einigen Taxa können real sein, doch diese Daten deuten darauf hin, dass Divergenzraten stark überschätzt werden können, wenn Daten, die der endgültigen Schließung des Zentralamerikanischen Seewegs entsprechen, zur Kalibrierung der molekularen Uhren mariner Organismen verwendet werden.

@article{doi101093oxfordjournalsmolbeva004024,
    author = "Marko, Peter B.",
    title = "Fossil Calibration of Molecular Clocks and the Divergence Times of Geminate Species Pairs Separated by the Isthmus of Panama",
    year = "2002",
    journal = "Molecular Biology and Evolution",
    abstract = {Die Kalibrierung von Nukleotidsequenz-Divergenzraten stellt eine wichtige Methode dar, um viele Hypothesen der Evolution zu testen. Bei fehlendem ausreichendem Fossilbericht werden geologische Ereignisse, anstatt der ersten Auftretensdaten von Schwestertaxa im geologischen Fossilbericht, häufig zur Kalibrierung molekularer Uhren verwendet. Die Bildung des Isthmus von Panama, der die tropischen westlichen Atlantik- und östlichen Pazifischen Ozeane isolierte, ist ein solches Ereignis, das häufig zur Inferenz von Nukleotidsequenz-Divergenzraten verwendet wird. Isthmus-Kalibrierungen gehen davon aus, dass morphologisch ähnliche „geminate" Arten, die heute auf beiden Seiten des Isthmus leben, durch die spätesten Stadien der Seeweg-Schließung vor 3,1–3,5 MYA geografisch isoliert wurden. Hier habe ich Kalibrierungsdaten aus dem Fossilbericht auf Divergenzen von Cytochrom-c-Oxidase-1 (CO1) und nukleärem Histone-3 (H3) bei sechs Paaren von Geminaten in der Familie Arcidae angewendet, um diese Hypothese zu testen. Die Analyse der ersten und dritten Positionen von CO1 ergibt geminate Divergenzen, die der endgültigen Seeweg-Schließung vorausgehen, und basierend auf den ersten Positionen von CO1 sind die Zeiten für alle sechs Geminaten signifikant größer als 3,5 Myr. H3-Sequenzen ergeben deutlich jüngere geminate Divergenzen, einige jünger als 3,1 Myr. Doch die aus H3 abgeleiteten Schätzungen für alle arcid Geminaten unterscheiden sich signifikant nicht sowohl von 0 als auch von 15 Myr. Nach CO1 haben sich eines der beiden am stärksten divergenten Paare, Arca mutabilis und A. imbricata, vor mehr als 30 MYA getrennt. Dieses Datum ist mit dem Fossilbericht vereinbar, der darauf hinweist, dass diese Arten bereits vor mindestens 16–21 MYA morphologisch unterschiedlich waren. Über alle CO1-Nukleotidstellen hinweg sind die Divergenzraten für Arcidae langsamer als die für andere Taxa berichteten Raten, die auf Basis von Isthmus-Kalibrierungen ermittelt wurden, mit Ausnahme der Raten, die aus dem am wenigsten divergenten Artenspaar in größeren Umfragen mehrerer transisthmischer Paare bestimmt wurden. Ratenunterschiede zwischen Arcidae und einigen Taxa können real sein, doch diese Daten deuten darauf hin, dass Divergenzraten stark überschätzt werden können, wenn Daten, die der endgültigen Schließung des Zentralamerikanischen Seewegs entsprechen, zur Kalibrierung der molekularen Uhren mariner Organismen verwendet werden.},
    url = "https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a004024",
    doi = "10.1093/oxfordjournals.molbev.a004024",
    openalex = "W2125071340",
    references = "doi101007978303487527124, doi101038280599a0"
}

Der Linux-Executable, C-Quellcode, Beispiel-Datensätze und das Benutzerhandbuch sind kostenlos verfügbar unter http://ginger.ucdavis.edu/r8s.

@article{doi101093bioinformatics192301,
    author = "Sanderson, Michael J.",
    title = "r8s: Schließen absoluter Raten der molekularen Evolution und Divergenzzeiten ab, ohne einen molekularen Uhr",
    year = "2003",
    journal = "Bioinformatics",
    abstract = "Der Linux-Executable, C-Quellcode, Beispiel-Datensätze und das Benutzerhandbuch sind kostenlos verfügbar unter http://ginger.ucdavis.edu/r8s.",
    url = "https://doi.org/10.1093/bioinformatics/19.2.301",
    doi = "10.1093/bioinformatics/19.2.301",
    openalex = "W2159368494",
    references = "doi10103844766, doi101093oxfordjournalsmolbeva003974, doi101093oxfordjournalsmolbeva025892, doi101093oxfordjournalsmolbeva040259, rambaut1998estimating"
}

▪ Zusammenfassung Viele Anwendungen von Genbäumen gehen implizit davon aus, dass nominelle Arten in ihren Allelen am Untersuchungslocus monophyletisch sind. Allerdings können in gut abgestimmten Genbäumen bestimmte Allele einer Art enger mit Allelen aus anderen Arten verwandt erscheinen als mit anderen Allelen derselben Art. Solche Abweichungen von der artspezifischen Monophylie haben verschiedene Ursachen und können zu fehlerhaften evolutionären Interpretationen führen, wenn sie nicht erkannt werden. Der vorliegende Artikel beschreibt die Ursachen und Konsequenzen dieser paraphyletischen und polyphyletischen Muster. Er bietet zudem eine detaillierte Literaturrecherche zu Studien über mitochondriale DNA auf der Ebene niedriger tierischer Phylogenie und Phylogeographie, deren Ergebnisse die Häufigkeit der Nicht-Monophylie sowie Interpretations- und Sampling-Muster aufzeigen. Diese Recherche ergab artspezifische Paraphylie oder Polyphylie in 23 % von 2319 untersuchten Arten, was zeigt, dass dieses Phänomen statistisch gestützt, taxonomisch weit verbreitet und weit häufiger ist als allgemein anerkannt. Unsere Ergebnisse fordern eine verstärkte Aufmerksamkeit für Sampling und die Interpretation paraphyletischer und polyphyletischer Genbäume in Studien über eng verwandte Taxa durch Systematiker und Populationsgenetiker gleichermaßen und somit eine neue Tradition der „kongenerischen Phylogeographie."

@article{doi101146annurevecolsys34011802132421,
    author = "Funk, Daniel J. und Omland, Kevin E.",
    title = "Species-Level Paraphyly and Polyphyly: Häufigkeit, Ursachen und Konsequenzen, mit Einblicken aus tierischem mitochondrialer DNA",
    year = "2003",
    journal = "Annual Review of Ecology Evolution and Systematics",
    abstract = "▪ Zusammenfassung Viele Anwendungen von Genbäumen gehen implizit davon aus, dass nominelle Arten in ihren Allelen am Untersuchungslocus monophyletisch sind. Allerdings können in gut abgestimmten Genbäumen bestimmte Allele einer Art enger mit Allelen aus anderen Arten verwandt erscheinen als mit anderen Allelen derselben Art. Solche Abweichungen von der artspezifischen Monophylie haben verschiedene Ursachen und können zu fehlerhaften evolutionären Interpretationen führen, wenn sie nicht erkannt werden. Der vorliegende Artikel beschreibt die Ursachen und Konsequenzen dieser paraphyletischen und polyphyletischen Muster. Er bietet zudem eine detaillierte Literaturrecherche zu Studien über mitochondriale DNA auf der Ebene niedriger tierischer Phylogenie und Phylogeographie, deren Ergebnisse die Häufigkeit der Nicht-Monophylie sowie Interpretations- und Sampling-Muster aufzeigen. Diese Recherche ergab artspezifische Paraphylie oder Polyphylie in 23\% von 2319 untersuchten Arten, was zeigt, dass dieses Phänomen statistisch gestützt, taxonomisch weit verbreitet und weit häufiger ist als allgemein anerkannt. Unsere Ergebnisse fordern eine verstärkte Aufmerksamkeit für Sampling und die Interpretation paraphyletischer und polyphyletischer Genbäume in Studien über eng verwandte Taxa durch Systematiker und Populationsgenetiker gleichermaßen und somit eine neue Tradition der „kongenerischen Phylogeographie."",
    url = "https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.34.011802.132421",
    doi = "10.1146/annurev.ecolsys.34.011802.132421",
    openalex = "W2112061642",
    references = "doi1010079781461523819, doi101016s0169534701021619, doi101080106351502753475880, doi101093sysbio463523, doi101098rspb19990641, doi101111j155856461988tb02497x, doi1023072408870, doi1023072419070, doi102307jctv1nzfgj7"
}

Beobachtungen, dass sich die Raten der molekularen Evolution innerhalb und zwischen Linien stark unterscheiden, haben Zweifel an der Existenz einer einzigen „molekularen Uhr" geweckt. Unterschiede in der zeitlichen Einordnung evolutionärer Ereignisse, die aus genetischen und fossilen Beweisen geschätzt wurden, haben weitere Fragen zur Genauigkeit molekularer Uhren aufgeworfen. Hier präsentieren wir ein Modell der Nukleotidsubstitution, das Theorie zur Stoffwechselrate mit der nun klassischen neutralen Theorie der molekularen Evolution kombiniert. Das Modell sagt die Ratenheterogenität quantitativ voraus und kann Unterschiede in den aus molekularen- und fossilen-basierten Schätzungen der Daten evolutionärer Ereignisse ausgleichen. Modellvorhersagen werden durch umfangreiche Daten aus mitochondrialen und nukleären Genomen gestützt. Durch Berücksichtigung der Auswirkungen von Körpergröße und Temperatur auf die Stoffwechselrate erklärt dieses Modell die Heterogenität der Raten der Nukleotidsubstitution in verschiedenen Genen, Taxa und thermischen Umgebungen. Dieses Modell deutet auch darauf hin, dass es tatsächlich eine einzige molekulare Uhr gibt, wie ursprünglich von Zuckerkandl und Pauling vorgeschlagen [Zuckerkandl, E. & Pauling, L. (1965) in Evolving Genes and Proteins, eds. Bryson, V. & Vogel, H. J. (Academic, New York), pp. 97-166], aber dass sie mit einer konstanten Substitutionsrate pro Einheit masse-spezifischer metabolischer Energie „tickt" und nicht pro Zeiteinheit. Dieses Modell verknüpft daher Energiefluss und genetische Veränderung. Allgemein deutet das Modell darauf hin, dass Körpergröße und Temperatur zusammenwirken, um die Gesamtrate der Evolution durch ihre Auswirkungen auf den Stoffwechsel zu steuern.

@article{doi101073pnas0407735101,
    author = "Gillooly, James F. and Allen, Andrew P. and West, Geoffrey B. and Brown, James H.",
    title = "The rate of DNA evolution: Effects of body size and temperature on the molecular clock",
    year = "2004",
    journal = "Proceedings of the National Academy of Sciences",
    abstract = {Observations that rates of molecular evolution vary widely within and among lineages have cast doubts on the existence of a single "molecular clock." Differences in the timing of evolutionary events estimated from genetic and fossil evidence have raised further questions about the accuracy of molecular clocks. Here, we present a model of nucleotide substitution that combines theory on metabolic rate with the now-classic neutral theory of molecular evolution. The model quantitatively predicts rate heterogeneity and may reconcile differences in molecular- and fossil-estimated dates of evolutionary events. Model predictions are supported by extensive data from mitochondrial and nuclear genomes. By accounting for the effects of body size and temperature on metabolic rate, this model explains heterogeneity in rates of nucleotide substitution in different genes, taxa, and thermal environments. This model also suggests that there is indeed a single molecular clock, as originally proposed by Zuckerkandl and Pauling [Zuckerkandl, E. \& Pauling, L. (1965) in Evolving Genes and Proteins, eds. Bryson, V. \& Vogel, H. J. (Academic, New York), pp. 97-166], but that it "ticks" at a constant substitution rate per unit of mass-specific metabolic energy rather than per unit of time. This model therefore links energy flux and genetic change. More generally, the model suggests that body size and temperature combine to control the overall rate of evolution through their effects on metabolism.},
    url = "https://doi.org/10.1073/pnas.0407735101",
    doi = "10.1073/pnas.0407735101",
    openalex = "W2152092111",
    references = "doi101038224149a0, doi101038nrg1020, doi101086285558"
}

Mit seiner theoretischen Grundlage, die fest in der molekularen evolutionären und Populationsgenetik verankert ist, spielt die vergleichende DNA- und Proteinsequenzanalyse eine zentrale Rolle bei der Rekonstruktion der evolutionären Geschichte von Arten und Multigenfamilien, der Schätzung von Raten der molekularen Evolution sowie der Inferenz der Natur und des Ausmaßes der selektiven Kräfte, die die Evolution von Genen und Genomen formen. Der Umfang dieser Untersuchungen hat sich nun stark erweitert, dank der Entwicklung von Hochdurchsatz-Sequenzierungstechniken und neuartigen statistischen und computergestützten Methoden. Diese Methoden erfordern benutzerfreundliche Computerprogramme. Ein solcher Versuch bestand darin, die Software für die Analyse der molekularen Evolutionären Genetik (MEGA) zu entwickeln, mit dem Fokus auf die Förderung der Erforschung und Analyse der DNA- und Proteinsequenzvariation aus einer evolutionären Perspektive. Derzeit in seiner dritten Hauptversion enthält MEGA3 Funktionen für automatisches und manuelles Sequenzalignment, webbasierte Datenbanksuche, Inferenz phylogenetischer Bäume, Schätzung evolutionärer Distanzen und Testung evolutionärer Hypothesen. Dieser Artikel bietet einen Überblick über statistische Methoden, computergestützte Werkzeuge und visuelle Explorationsmodule für Dateneingabe sowie die in MEGA erhältlichen Ergebnisse.

@article{doi101093bib52150,
    author = "Kumar, Sudhir",
    title = "MEGA3: Integrated software for Molecular Evolutionary Genetics Analysis and sequence alignment",
    year = "2004",
    journal = "Briefings in Bioinformatics",
    abstract = "Mit seiner theoretischen Grundlage, die fest in der molekularen evolutionären und Populationsgenetik verankert ist, spielt die vergleichende DNA- und Proteinsequenzanalyse eine zentrale Rolle bei der Rekonstruktion der evolutionären Geschichte von Arten und Multigenfamilien, der Schätzung von Raten der molekularen Evolution sowie der Inferenz der Natur und des Ausmaßes der selektiven Kräfte, die die Evolution von Genen und Genomen formen. Der Umfang dieser Untersuchungen hat sich nun stark erweitert, dank der Entwicklung von Hochdurchsatz-Sequenzierungstechniken und neuartigen statistischen und computergestützten Methoden. Diese Methoden erfordern benutzerfreundliche Computerprogramme. Ein solcher Versuch bestand darin, die Software für die Analyse der molekularen Evolutionären Genetik (MEGA) zu entwickeln, mit dem Fokus auf die Förderung der Erforschung und Analyse der DNA- und Proteinsequenzvariation aus einer evolutionären Perspektive. Derzeit in seiner dritten Hauptversion enthält MEGA3 Funktionen für automatisches und manuelles Sequenzalignment, webbasierte Datenbanksuche, Inferenz phylogenetischer Bäume, Schätzung evolutionärer Distanzen und Testung evolutionärer Hypothesen. Dieser Artikel bietet einen Überblick über statistische Methoden, computergestützte Werkzeuge und visuelle Explorationsmodule für Dateneingabe sowie die in MEGA erhältlichen Ergebnisse.",
    url = "https://doi.org/10.1093/bib/5.2.150",
    doi = "10.1093/bib/5.2.150",
    openalex = "W2146396346",
    references = "doi101007bf01731581, doi101007bf02407308, doi101016b9781483232119500097, doi101093bioinformatics17121244, doi101093genetics1233585, doi101093nar22224673, doi101093nar25173389, doi101093oso97801951358480010001, doi101093oxfordjournalsmolbeva040023, doi101093oxfordjournalsmolbeva040259, doi101093oxfordjournalsmolbeva040343, doi101093oxfordjournalsmolbeva040410, doi101093oxfordjournalsmolbeva040454, doi101093oxfordjournalsmolbeva040771, doi101111j155856461985tb00420x, doi1023072408678, doi1023072412074, doi105860choice392183, openalexw2032279931, openalexw3217097258"
}

@misc{kumar2004molecular,
    author = "Kumar, Sudhir und Filipski, Alan",
    title = "Molecular Clock (Evolutionary Clock, Rate of Evolution)",
    year = "2004",
    booktitle = "Dictionary of Bioinformatics and Computational Biology",
    url = "https://doi.org/10.1002/9780471650126.dob0452.pub2",
    doi = "10.1002/9780471650126.dob0452.pub2"
}

@article{doi101007bf01659390,
    author = "Kimura, M. und Ohta, T.",
    title = "Über die Rate der molekularen Evolution",
    year = "2005",
    journal = "Journal of Molecular Evolution",
    url = "https://www.semanticscholar.org/paper/3afccf44513c0dc8ea68c2743b1784d035abcb1c",
    doi = "10.1007/BF01659390",
    is_oa = "true",
    number = "1",
    pages = "1-17",
    semanticscholar_citation_count = "129",
    semanticscholar_id = "3afccf44513c0dc8ea68c2743b1784d035abcb1c",
    volume = "1"
}

@article{doi101038nrg1659,
    author = "Kumar, Sudhir",
    title = "Molekulare Uhren: vier Jahrzehnte der Evolution",
    year = "2005",
    journal = "Nature Reviews Genetics",
    url = "https://doi.org/10.1038/nrg1659",
    doi = "10.1038/nrg1659",
    openalex = "W2040940215",
    references = "doi10103818872, doi101038nature03150, doi101073pnas504672, doi101073pnas581142, doi101126science28554362031a, doi105860choice343307"
}

Die Software für die Analyse der molekularen evolutionären Genetik (MEGA) ist eine Desktop-Anwendung, die für die vergleichende Analyse homologer Gensequenzen entweder aus Multigenfamilien oder aus verschiedenen Arten konzipiert wurde, mit besonderem Schwerpunkt auf der Inferenz evolutionärer Beziehungen und Muster der DNA- und Proteinevolution. Neben den Werkzeugen für die statistische Analyse von Daten bietet MEGA viele praktische Einrichtungen zur Zusammenstellung von Sequenzdatensätzen aus Dateien oder webbasierten Repositorien und umfasst Werkzeuge für die visuelle Darstellung der Ergebnisse in Form von interaktiven phylogenetischen Bäumen und evolutionären Distanzmatrizen. Hier diskutieren wir die Motivation, Gestaltungsprinzipien und Prioritäten, die die Entwicklung von MEGA geprägt haben. Wir diskutieren auch, wie sich MEGA in Zukunft entwickeln könnte, um Forschern bei ihrem wachsenden Bedarf an der Analyse großer Datensätze mit neuen computergestützten Methoden zu helfen.

@article{doi101093bibbbn017,
    author = "Kumar, Sudhir und Nei, M und Dudley, Joel T. und Tamura, Koichiro",
    title = "MEGA: Eine biologizentrierte Software zur evolutionären Analyse von DNA- und Proteinsequenzen",
    year = "2008",
    journal = "Briefings in Bioinformatics",
    abstract = "Die Software für die Analyse der molekularen evolutionären Genetik (MEGA) ist eine Desktop-Anwendung, die für die vergleichende Analyse homologer Gensequenzen entweder aus Multigenfamilien oder aus verschiedenen Arten konzipiert wurde, mit besonderem Schwerpunkt auf der Inferenz evolutionärer Beziehungen und Muster der DNA- und Proteinevolution. Neben den Werkzeugen für die statistische Analyse von Daten bietet MEGA viele praktische Einrichtungen zur Zusammenstellung von Sequenzdatensätzen aus Dateien oder webbasierten Repositorien und umfasst Werkzeuge für die visuelle Darstellung der Ergebnisse in Form von interaktiven phylogenetischen Bäumen und evolutionären Distanzmatrizen. Hier diskutieren wir die Motivation, Gestaltungsprinzipien und Prioritäten, die die Entwicklung von MEGA geprägt haben. Wir diskutieren auch, wie sich MEGA in Zukunft entwickeln könnte, um Forschern bei ihrem wachsenden Bedarf an der Analyse großer Datensätze mit neuen computergestützten Methoden zu helfen.",
    url = "https://doi.org/10.1093/bib/bbn017",
    doi = "10.1093/bib/bbn017",
    openalex = "W2110899053",
    references = "doi101086383584, doi101093acprofoso97801985670280010001, doi101093bib52150, doi101093bioinformatics17121244, doi101093molbevmsm092, doi101093oso97801951358480010001, doi101093oxfordjournalsmolbeva040259, doi107312nei92038"
}

Die Schätzung von Populationsparametern für die gemeinsamen Vorfahren von Menschen und Großen Affen ist wichtig für das Verständnis unserer evolutionären Geschichte. Insbesondere die Inferenz der Populationsgröße für den gemeinsamen Vorfahren von Mensch und Schimpanse könnte Aufschluss über den Prozess geben, durch den sich die 2 Arten getrennt haben, und darüber, ob die menschliche Population in ihrer frühen evolutionären Geschichte eine schwere Größenreduktion erfahren hat. In dieser Studie wurde die bayesianische Methode der ancestralen Inferenz von Rannala und Yang (2003. Bayes estimation of species divergence times and ancestral population sizes using DNA sequences from multiple loci. Genetics. 164:1645-1656) erweitert, um variable Mutationsraten zwischen Loci und zufällige artspezifische Sequenzierungsfehler zu berücksichtigen. Das Modell wurde angewendet, um einen genomweiten Datensatz von etwa 15.000 neutralen Loci (7,4 Mb) zu analysieren, die für Mensch, Schimpanse, Gorilla, Orang-Utan und Makaken ausgerichtet wurden. Wir erhielten robuste und präzise Schätzungen für die effektiven Populationsgrößen entlang der Hominoiden-Linie, die sich etwa 30 Myr bis zur Cercopithecoide-Divergenz zurückverfolgen lässt. Die Ergebnisse zeigten, dass die ancestralen Populationen entlang der gesamten Hominoiden-Linie 5-10 Mal größer waren als moderne Menschen. Die Schätzungen waren robust gegenüber den verwendeten Priors und Modellannahmen über Rekombination. Die ungewöhnlich niedrige X-Chromosom-Divergenz zwischen Mensch und Schimpanse konnte nicht durch Variationen im männlichen Mutationsbias oder durch aktuelle Modelle von Hybridisierung und Introgression erklärt werden. Stattdessen waren unsere Parameterschätzungen konsistent mit einem einfachen instantanen Prozess für die Mensch-Schimpanse-Artbildung, zeigten aber eine wesentliche Reduktion der effektiven X-Chromosom-Populationsgröße, die dem gemeinsamen Vorfahren von Mensch und Schimpanse eigen ist, möglicherweise aufgrund von selektiven Sweeps auf dem X vor der Trennung der 2 Arten.

@article{doi101093molbevmsn148,
    author = "Burgess, Ralph and Yang, Ziheng",
    title = "Estimation of Hominoid Ancestral Population Sizes under Bayesian Coalescent Models Incorporating Mutation Rate Variation and Sequencing Errors",
    year = "2008",
    journal = "Molecular Biology and Evolution",
    abstract = "Estimation of population parameters for the common ancestors of humans and the great apes is important in understanding our evolutionary history. In particular, inference of population size for the human-chimpanzee common ancestor may shed light on the process by which the 2 species separated and on whether the human population experienced a severe size reduction in its early evolutionary history. In this study, the Bayesian method of ancestral inference of Rannala and Yang (2003. Bayes estimation of species divergence times and ancestral population sizes using DNA sequences from multiple loci. Genetics. 164:1645-1656) was extended to accommodate variable mutation rates among loci and random species-specific sequencing errors. The model was applied to analyze a genome-wide data set of approximately 15,000 neutral loci (7.4 Mb) aligned for human, chimpanzee, gorilla, orangutan, and macaque. We obtained robust and precise estimates for effective population sizes along the hominoid lineage extending back approximately 30 Myr to the cercopithecoid divergence. The results showed that ancestral populations were 5-10 times larger than modern humans along the entire hominoid lineage. The estimates were robust to the priors used and to model assumptions about recombination. The unusually low X chromosome divergence between human and chimpanzee could not be explained by variation in the male mutation bias or by current models of hybridization and introgression. Instead, our parameter estimates were consistent with a simple instantaneous process for human-chimpanzee speciation but showed a major reduction in X chromosome effective population size peculiar to the human-chimpanzee common ancestor, possibly due to selective sweeps on the X prior to separation of the 2 species.",
    url = "https://doi.org/10.1093/molbev/msn148",
    doi = "10.1093/molbev/msn148",
    openalex = "W2100244203",
    references = "doi101007bf02111284"
}

Molekulare Uhren werden weit verbreitet verwendet, um phylogenetische Ereignisse zu datieren, doch die Evidenz für die Konstanz der Raten molekularer Uhren durch die Zeit und über taxonomische Linien hinweg ist schwach. Hier präsentieren wir 90 Kandidaten für aviane molekulare Uhren-Kalibrierungen, die aus Fossilien und biogeographischen Ereignissen gewonnen wurden. Kreuzvalidierungstechniken wurden verwendet, um 16 inkonsistente Kalibrierungspunkte zu identifizieren und zu verwerfen. Die molekulare Evolution erfolgte für die verbleibenden 74 Kalibrierungen des mitochondrialen Gens Cytochrom b in einer etwa uhrähnlichen Weise durch die Zeit. Eine molekulare Rate von etwa 2,1% (+/- 0,1%, 95% Konfidenzintervall) wurde über einen Zeitraum von 12 Millionen Jahren und über die meisten von 12 taxonomischen Ordnungen hinweg aufrechterhalten. Es traten zwar geringe, aber signifikante Varianzen in den Raten über Linien hinweg auf, die jedoch nicht durch Unterschiede in der Generationszeit, Körpergröße oder latitudinalen Verteilung erklärt werden konnten, wie zuvor vorgeschlagen.

@article{doi101111j1365294x200803742x,
    author = "Weir, Jason T. und Schluter, Dolph",
    title = "Kalibrierung der avianen molekularen Uhr",
    year = "2008",
    journal = "Molecular Ecology",
    abstract = "Molekulare Uhren werden weit verbreitet verwendet, um phylogenetische Ereignisse zu datieren, doch die Evidenz für die Konstanz der Raten molekularer Uhren durch die Zeit und über taxonomische Linien hinweg ist schwach. Hier präsentieren wir 90 Kandidaten für aviane molekulare Uhren-Kalibrierungen, die aus Fossilien und biogeographischen Ereignissen gewonnen wurden. Kreuzvalidierungstechniken wurden verwendet, um 16 inkonsistente Kalibrierungspunkte zu identifizieren und zu verwerfen. Die molekulare Evolution erfolgte für die verbleibenden 74 Kalibrierungen des mitochondrialen Gens Cytochrom b in einer etwa uhrähnlichen Weise durch die Zeit. Eine molekulare Rate von etwa 2,1% (+/- 0,1%, 95% Konfidenzintervall) wurde über einen Zeitraum von 12 Millionen Jahren und über die meisten von 12 taxonomischen Ordnungen hinweg aufrechterhalten. Es traten zwar geringe, aber signifikante Varianzen in den Raten über Linien hinweg auf, die jedoch nicht durch Unterschiede in der Generationszeit, Körpergröße oder latitudinalen Verteilung erklärt werden konnten, wie zuvor vorgeschlagen.",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1365-294x.2008.03742.x",
    doi = "10.1111/j.1365-294x.2008.03742.x",
    openalex = "W1908311700",
    references = "doi101038224149a0, doi10103823231, doi101046j1365294x200001020x, doi101073pnas0401892101"
}

Das gut etablierte Ergebnis der genetischen Gleichdistanz zeigt, dass Schwesterspezies ungefähr gleich weit von einer einfacheren Ausgruppierung entfernt sind, gemessen an der DNA- oder Proteindissimilarität. Das Ergebnis der Gleichdistanz ist der direkteste Beweis und bleibt der einzige Beweis für die Interpretation der konstanten Mutationsrate dieses Ergebnisses, bekannt als die molekulare Uhr. Allerdings haben sich in den letzten Jahren Daten unabhängig vom Ergebnis der Gleichdistanz stetig angesammelt, die häufig eine konstante Mutationsrate verletzen. Viele haben automatisch Nicht-Gleichdistanz abgeleitet, sobald eine nicht-konstante Mutationsrate beobachtet wurde, basierend auf der unbewiesenen Annahme, dass das Ergebnis der Gleichdistanz ein Ergebnis der konstanten Mutationsrate ist. Hier wird gezeigt, dass das Ergebnis der Gleichdistanz auch dann gültig bleibt, wenn für verschiedene Spezies unabhängig gezeigt werden kann, dass sie unterschiedliche Mutationsraten haben. Eine zufällige Stichprobe von 50 Proteinen zeigt, dass fast alle Proteine das Ergebnis der Gleichdistanz aufweisen, obwohl viele Proteine nicht-konstante Mutationsraten haben. Daher bedeutet das Ergebnis der genetischen Gleichdistanz nicht notwendigerweise eine konstante Mutationsrate. Beobachtungen unterschiedlicher Mutationsraten ungültigen das Ergebnis der genetischen Gleichdistanz nicht. Neue Ideen sind erforderlich, um das Ergebnis der genetischen Gleichdistanz zu erklären, die verschiedenen Spezies unterschiedliche Mutationsraten zuerlassen müssen und unabhängig überprüfbar sein müssen.

@article{doi104172jcsb1000009,
    author = "Huang, Shi",
    title = "The Genetic Equidistance Result of Molecular Evolution is Independent of Mutation Rates",
    year = "2008",
    journal = "Journal of Computer Science \& Systems Biology",
    abstract = "The well-established genetic equidistance result shows that sister species are approximately equidistant to a simpler outgroup as measured by DNA or protein dissimilarity. The equidistance result is the most direct evidence, and remains the only evidence, for the constant mutation rate interpretation of this result, known as the molecular clock. However, data independent of the equidistance result have steadily accumulated in recent years that often violate a constant mutation rate. Many have automatically inferred non-equidistance whenever a non-constant mutation rate was observed, based on the unproven assumption that the equidistance result is an outcome of constant mutation rate. Here it is shown that the equidistance result remains valid even when different species can be independently shown to have different mutation rates. A random sampling of 50 proteins shows that nearly all proteins display the equidistance result despite the fact that many proteins have non-constant mutation rates. Therefore, the genetic equidistance result does not necessarily mean a constant mutation rate. Observations of different mutation rates do not invalidate the genetic equidistance result. New ideas are needed to explain the genetic equidistance result that must grant different mutation rates to different species and must be independently testable.",
    url = "https://doi.org/10.4172/jcsb.1000009",
    doi = "10.4172/jcsb.1000009",
    openalex = "W2140859826",
    references = "doi1010079781461523819, doi101016jcell200806021, doi101038217624a0, doi1010382191335a0, doi10103831927, doi101038nature05846, doi101093oso97801951358480010001, doi101126science1553760279, doi101126science1643881788, doi101126science1774048530, doi1023071446738, jukes1972evolutionary"
}

@article{doi101016jcell200907038,
    author = "Halabi, Najeeb und Rivoire, Olivier und Leibler, Stanislas und Ranganathan, Rama",
    title = "Protein Sektoren: Evolutionäre Einheiten der dreidimensionalen Struktur",
    year = "2009",
    journal = "Cell",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.cell.2009.07.038",
    doi = "10.1016/j.cell.2009.07.038",
    openalex = "W2151457629",
    references = "doi101006jmbi19960167, doi1010160016003259903680, doi101021cr000033x, doi101093nar25173389, doi101093nar25244876, doi101126science1085515, doi101126science2735275595, doi101126science2865438295, doi101126science7529940, doi101214aoms1177692379"
}

Der vergleichende Analyse molekularer Sequenzdaten ist für die Rekonstruktion der evolutionären Geschichte von Arten und das Schließen auf die Natur und den Umfang der selektiven Kräfte, die die Evolution von Genen und Arten prägen, von wesentlicher Bedeutung. Hier kündigen wir die Veröffentlichung von Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 5 (MEGA5) an, einer benutzerfreundlichen Software zur Auswertung von Online-Datenbanken, zum Aufbau von Sequenzalignments und phylogenetischen Bäumen sowie zur Anwendung von Methoden der evolutionären Bioinformatik in der Grundlagenbiologie, der Biomedizin und der Evolution. Die neueste Ergänzung in MEGA5 ist eine Sammlung von Maximum-Likelihood (ML)-Analysen zum Schließen evolutionärer Bäume, zur Auswahl der besten Anpassungs-Substitutionsmodelle (Nukleotid oder Aminosäure), zum Schließen von Vorfahrenzuständen und -sequenzen (zusammen mit Wahrscheinlichkeiten) sowie zur Schätzung evolutionärer Raten site-by-site. In Computersimulationen verglichen ML-Baum-Schließungsalgorithmen in MEGA5 in Bezug auf Recheneffizienz und die Genauigkeit der Schätzungen phylogenetischer Bäume, Substitutionsparameter und Ratenvariationen zwischen Sites günstig mit anderen Softwarepaketen. Die MEGA-Benutzeroberfläche wurde nun so verbessert, dass sie aktivitätsgetrieben ist, um die Nutzung sowohl für Anfänger als auch für erfahrene Wissenschaftler zu erleichtern. Diese Version von MEGA ist für die Windows-Plattform vorgesehen und wurde für eine effektive Nutzung auf Mac OS X- und Linux-Desktops konfiguriert. Sie steht kostenlos unter http://www.megasoftware.net zur Verfügung.

@article{doi101093molbevmsr121,
    author = "Tamura, Koichiro und Peterson, Daniel G. und Peterson, Nora und Stecher, Glen und Nei, M und Kumar, Sudhir",
    title = "MEGA5: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Using Maximum Likelihood, Evolutionary Distance, and Maximum Parsimony Methods",
    year = "2011",
    journal = "Molecular Biology and Evolution",
    abstract = "Der vergleichende Analyse molekularer Sequenzdaten ist für die Rekonstruktion der evolutionären Geschichte von Arten und das Schließen auf die Natur und den Umfang der selektiven Kräfte, die die Evolution von Genen und Arten prägen, von wesentlicher Bedeutung. Hier kündigen wir die Veröffentlichung von Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 5 (MEGA5) an, einer benutzerfreundlichen Software zur Auswertung von Online-Datenbanken, zum Aufbau von Sequenzalignments und phylogenetischen Bäumen sowie zur Anwendung von Methoden der evolutionären Bioinformatik in der Grundlagenbiologie, der Biomedizin und der Evolution. Die neueste Ergänzung in MEGA5 ist eine Sammlung von Maximum-Likelihood (ML)-Analysen zum Schließen evolutionärer Bäume, zur Auswahl der besten Anpassungs-Substitutionsmodelle (Nukleotid oder Aminosäure), zum Schließen von Vorfahrenzuständen und -sequenzen (zusammen mit Wahrscheinlichkeiten) sowie zur Schätzung evolutionärer Raten site-by-site. In Computersimulationen verglichen ML-Baum-Schließungsalgorithmen in MEGA5 in Bezug auf Recheneffizienz und die Genauigkeit der Schätzungen phylogenetischer Bäume, Substitutionsparameter und Ratenvariationen zwischen Sites günstig mit anderen Softwarepaketen. Die MEGA-Benutzeroberfläche wurde nun so verbessert, dass sie aktivitätsgetrieben ist, um die Nutzung sowohl für Anfänger als auch für erfahrene Wissenschaftler zu erleichtern. Diese Version von MEGA ist für die Windows-Plattform vorgesehen und wurde für eine effektive Nutzung auf Mac OS X- und Linux-Desktops konfiguriert. Sie steht kostenlos unter http://www.megasoftware.net zur Verfügung.",
    url = "https://doi.org/10.1093/molbev/msr121",
    doi = "10.1093/molbev/msr121",
    openalex = "W2132632499",
    references = "doi101007bf01734359, doi101007bf02101694, doi10108010635150390235520, doi10108010635150490522304, doi101093bioinformatics149817, doi101093bioinformaticsbtl446, doi101093biomet762297, doi101093oso97801951358480010001, doi101093oxfordjournalsmolbeva040023, doi101093oxfordjournalsmolbeva040454, doi101093sysbiosyq010, doi101111j155856461985tb00420x, doi101186147121055113, openalexw3217097258"
}

Als evolutionäre Linien erwartet man, dass Arten eine größere evolutionäre Unabhängigkeit voneinander aufweisen als Populationen innerhalb einer Art. Zwei Maße der evolutionären Unabhängigkeit, die aus der Untersuchung von Isolation-with-Migration-Modellen stammen – eines spiegelt den Umfang des Genaustauschs wider und das andere den Zeitpunkt der Trennung – wurden aus der Literatur für eine große Anzahl von Paaren eng verwandter Arten und von Paaren von Populationen innerhalb einer Art herangezogen. Beide Maße, für Genfluss und Zeit, zeigten für Paare von Arten und für Paare von Populationen innerhalb einer Art weitgehend überlappende Verteilungen. Arten zeigen im Durchschnitt mehr Zeit und weniger Genfluss als Populationen, doch die Ähnlichkeit der Verteilungen spricht gegen einen qualitativen Unterschied, der mit dem Artenstatus im Vergleich zu Populationen verbunden wäre. Die beiden Maße der evolutionären Unabhängigkeit korrelierten ähnlich mit F(ST)-Schätzungen, die ihrerseits ebenfalls ähnliche Verteilungen für Artenvergleiche im Vergleich zu Populationsvergleichen zeigten. Die Maße für Genfluss und Trennungszeit wurden auf ihre Fähigkeit untersucht, intraspezifische Unterschiede von interspezifischen Unterschieden zu unterscheiden. Wenn sie gemeinsam verwendet werden, könnten die beiden Maße genutzt werden, um ein objektives Maß (im Sinne von wiederholbar) für die Artendiagnose zu entwickeln.

@article{doi101111j15585646201101542x,
    author = "Hey, Jody und Pinho, Catarina",
    title = "POPULATION GENETICS AND OBJECTIVITY IN SPECIES DIAGNOSIS",
    year = "2011",
    journal = "Evolution",
    abstract = "Als evolutionäre Linien erwartet man, dass Arten eine größere evolutionäre Unabhängigkeit voneinander aufweisen als Populationen innerhalb einer Art. Zwei Maße der evolutionären Unabhängigkeit, die aus der Untersuchung von Isolation-with-Migration-Modellen stammen – eines spiegelt den Umfang des Genaustauschs wider und das andere den Zeitpunkt der Trennung – wurden aus der Literatur für eine große Anzahl von Paaren eng verwandter Arten und von Paaren von Populationen innerhalb einer Art herangezogen. Beide Maße, für Genfluss und Zeit, zeigten für Paare von Arten und für Paare von Populationen innerhalb einer Art weitgehend überlappende Verteilungen. Arten zeigen im Durchschnitt mehr Zeit und weniger Genfluss als Populationen, doch die Ähnlichkeit der Verteilungen spricht gegen einen qualitativen Unterschied, der mit dem Artenstatus im Vergleich zu Populationen verbunden wäre. Die beiden Maße der evolutionären Unabhängigkeit korrelierten ähnlich mit F(ST)-Schätzungen, die ihrerseits ebenfalls ähnliche Verteilungen für Artenvergleiche im Vergleich zu Populationsvergleichen zeigten. Die Maße für Genfluss und Trennungszeit wurden auf ihre Fähigkeit untersucht, intraspezifische Unterschiede von interspezifischen Unterschieden zu unterscheiden. Wenn sie gemeinsam verwendet werden, könnten die beiden Maße genutzt werden, um ein objektives Maß (im Sinne von wiederholbar) für die Artendiagnose zu entwickeln.",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.2011.01542.x",
    doi = "10.1111/j.1558-5646.2011.01542.x",
    openalex = "W2103256381",
    references = "doi101111j1474919x201001051x, doi101146annureves13110182001035"
}

Die evolutionäre Trajektorie eines Proteins durch den Sequenzraum wird durch seine Funktion eingeschränkt. Sammlungen von Sequenzhomologen dokumentieren die Ergebnisse von Millionen evolutionärer Experimente, bei denen sich das Protein gemäß diesen Einschränkungen entwickelt. Das Entschlüsseln des in diesen Sequenzen enthaltenen evolutionären Aufzeichnungs und dessen Ausnutzung für Vorhersage- und Ingenieurszwecke stellt eine enorme Herausforderung dar. Der potenzielle Nutzen der Lösung dieser Herausforderung wird durch die Einführung kostengünstiger Hochdurchsatz-Genomsequenzierung verstärkt.In diesem Papier fragen wir, ob wir aus einer Menge von Sequenzhomologen eines Proteins evolutionäre Einschränkungen ableiten können. Die Herausforderung besteht darin, wahre Co-Evolution-Kopplungen von der verrauschten Menge der beobachteten Korrelationen zu unterscheiden. Wir adressieren diese Herausforderung mit einem Maximum-Entropie-Modell der Proteinsequenz, das durch die Statistik der Mehrfachsequenzalignment eingeschränkt ist, um Residuenpaar-Kopplungen abzuleiten. Überraschenderweise stellen wir fest, dass die Stärke dieser abgeleiteten Kopplungen ein hervorragender Prädiktor für die Residuen-Residuen-Nähe in gefalteten Strukturen ist. Tatsächlich sind die top-scoring Residuenkopplungen ausreichend genau und gut verteilt, um die 3D-Proteinfaltung mit bemerkenswerter Genauigkeit zu definieren.Wir quantifizieren diese Beobachtung, indem wir ausschließlich aus der Sequenz alle-Atom-3D-Strukturen von fünfzehn Testproteinen aus verschiedenen Faltungsklassen berechnen, die eine Größe von 50 bis 260 Residuen aufweisen, einschließlich eines G-Protein-gekoppelten Rezeptors. Diese blinden Inferenzen sind de novo, d. h., sie verwenden keine Homologiemodellierung oder sequenzähnliche Fragmente aus bekannten Strukturen. Die Co-Evolution-Signale bieten ausreichende Informationen, um eine genaue 3D-Proteinstruktur mit einem C(α)-RMSD-Fehler von 2,7-4,8 Å relativ zur beobachteten Struktur zu bestimmen, über mindestens zwei Drittel des Proteins (Methode namens EVfold, Details unter http://EVfold.org). Diese Entdeckung liefert Einblicke in essentielle Interaktionen, die die Proteinevolution einschränken, und wird eine umfassende Erhebung des Universums der Proteinstrukturen, neue Strategien im Protein- und Arzneimitteldesign sowie die Identifizierung funktioneller genetischer Varianten in normalen und Krankheitsgenomen erleichtern.

@article{doi101371journalpone0028766,
    author = "Marks, Debora S. und Colwell, Lucy J. und Sheridan, Robert P. und Hopf, Thomas A. und Pagnani, Andrea und Zecchina, Riccardo und Sander, Chris",
    title = "Protein 3D Structure Computed from Evolutionary Sequence Variation",
    year = "2011",
    journal = "PLoS ONE",
    abstract = "Die evolutionäre Trajektorie eines Proteins durch den Sequenzraum wird durch seine Funktion eingeschränkt. Sammlungen von Sequenzhomologen dokumentieren die Ergebnisse von Millionen evolutionärer Experimente, bei denen sich das Protein gemäß diesen Einschränkungen entwickelt. Das Entschlüsseln des in diesen Sequenzen enthaltenen evolutionären Aufzeichnungs und dessen Ausnutzung für Vorhersage- und Ingenieurszwecke stellt eine enorme Herausforderung dar. Der potenzielle Nutzen der Lösung dieser Herausforderung wird durch die Einführung kostengünstiger Hochdurchsatz-Genomsequenzierung verstärkt.In diesem Papier fragen wir, ob wir aus einer Menge von Sequenzhomologen eines Proteins evolutionäre Einschränkungen ableiten können. Die Herausforderung besteht darin, wahre Co-Evolution-Kopplungen von der verrauschten Menge der beobachteten Korrelationen zu unterscheiden. Wir adressieren diese Herausforderung mit einem Maximum-Entropie-Modell der Proteinsequenz, das durch die Statistik der Mehrfachsequenzalignment eingeschränkt ist, um Residuenpaar-Kopplungen abzuleiten. Überraschenderweise stellen wir fest, dass die Stärke dieser abgeleiteten Kopplungen ein hervorragender Prädiktor für die Residuen-Residuen-Nähe in gefalteten Strukturen ist. Tatsächlich sind die top-scoring Residuenkopplungen ausreichend genau und gut verteilt, um die 3D-Proteinfaltung mit bemerkenswerter Genauigkeit zu definieren.Wir quantifizieren diese Beobachtung, indem wir ausschließlich aus der Sequenz alle-Atom-3D-Strukturen von fünfzehn Testproteinen aus verschiedenen Faltungsklassen berechnen, die eine Größe von 50 bis 260 Residuen aufweisen, einschließlich eines G-Protein-gekoppelten Rezeptors. Diese blinden Inferenzen sind de novo, d. h., sie verwenden keine Homologiemodellierung oder sequenzähnliche Fragmente aus bekannten Strukturen. Die Co-Evolution-Signale bieten ausreichende Informationen, um eine genaue 3D-Proteinstruktur mit einem C(α)-RMSD-Fehler von 2,7-4,8 Å relativ zur beobachteten Struktur zu bestimmen, über mindestens zwei Drittel des Proteins (Methode namens EVfold, Details unter http://EVfold.org). Diese Entdeckung liefert Einblicke in essentielle Interaktionen, die die Proteinevolution einschränken, und wird eine umfassende Erhebung des Universums der Proteinstrukturen, neue Strategien im Protein- und Arzneimitteldesign sowie die Identifizierung funktioneller genetischer Varianten in normalen und Krankheitsgenomen erleichtern.",
    url = "https://doi.org/10.1371/journal.pone.0028766",
    doi = "10.1371/journal.pone.0028766",
    openalex = "W2061042699",
    references = "doi101016jcell200907038"
}

Das Wissen über die Rate und die Natur spontaner Mutationen ist grundlegend für das Verständnis evolutionärer und molekularer Prozesse. In diesem Bericht analysieren wir spontane Mutationen, die sich über Tausende von Generationen bei wildtypischem Escherichia coli und einem Derivat, das in der Fehlpaarungsreparatur (MMR) defekt ist, angesammelt haben, dem primären Weg zur Korrektur von Replikationsfehlern. Die wichtigsten Schlussfolgerungen sind (i) die Mutationsrate eines wildtypischen E. coli-Stamms beträgt ~1 × 10(-3) pro Genom pro Generation; (ii) Mutationen im wildtypischen Stamm weisen die erwartete mutatorische Verzerrung für G:C > A:T-Mutationen auf, doch ändert sich die Verzerrung zu A:T > G:C-Mutationen in Abwesenheit von MMR; (iii) während der Replikation treten A:T > G:C-Übergänge bevorzugt auf, wenn A die nachlaufende und T die vorlaufende Strang vorlagert, wohingegen G:C > A:T-Übergänge bevorzugt auftreten, wenn C die nachlaufende und G die vorlaufende Strang vorlagert; (iv) es besteht eine starke Verzerrung dafür, dass Übergangsmutationen an 5'ApC3'/3'TpG5'-Stellen (wo Basen 5'A und 3'T mutiert sind) und in geringerem Maße an 5'GpC3'/3'CpG5'-Stellen (wo Basen 5'G und 3'C mutiert sind) auftreten; (v) obwohl die Rate kleiner (≤4 nt) Insertionen und Deletionen bei Wiederholungssequenzen hoch ist, treten diese Ereignisse nur mit 1/10 der genomischen Rate von Basenpaar-Substitutionen auf. MMR-Aktivität ist genetisch reguliert, und Bakterien, die aus der Natur isoliert wurden, fehlen oft die MMR-Kapazität, was darauf hindeutet, dass die Modulation von MMR adaptiv sein kann. Somit kann der Vergleich der Ergebnisse aus wildtypischen und MMR-defekten Stämmen zu einem tieferen Verständnis der Faktoren führen, die Mutationsraten und -spektren bestimmen, wie sich diese Faktoren zwischen Organismen unterscheiden können und wie sie durch Umweltbedingungen geformt werden können.

@article{doi101073pnas1210309109,
    author = "Lee, Heewook und Popodi, Ellen und Tang, Haixu und Foster, Patricia L.",
    title = "Rate und molekulares Spektrum spontaner Mutationen im Bakterium Escherichia coli, bestimmt durch Whole-Genome-Sequenzierung",
    year = "2012",
    journal = "Proceedings of the National Academy of Sciences",
    abstract = "Das Wissen über die Rate und die Natur spontaner Mutationen ist grundlegend für das Verständnis evolutionärer und molekularer Prozesse. In diesem Bericht analysieren wir spontane Mutationen, die sich über Tausende von Generationen bei wildtypischem Escherichia coli und einem Derivat, das in der Fehlpaarungsreparatur (MMR) defekt ist, angesammelt haben, dem primären Weg zur Korrektur von Replikationsfehlern. Die wichtigsten Schlussfolgerungen sind (i) die Mutationsrate eines wildtypischen E. coli-Stamms beträgt \textasciitilde 1 × 10(-3) pro Genom pro Generation; (ii) Mutationen im wildtypischen Stamm weisen die erwartete mutatorische Verzerrung für G:C > A:T-Mutationen auf, doch ändert sich die Verzerrung zu A:T > G:C-Mutationen in Abwesenheit von MMR; (iii) während der Replikation treten A:T > G:C-Übergänge bevorzugt auf, wenn A die nachlaufende und T die vorlaufende Strang vorlagert, wohingegen G:C > A:T-Übergänge bevorzugt auftreten, wenn C die nachlaufende und G die vorlaufende Strang vorlagert; (iv) es besteht eine starke Verzerrung dafür, dass Übergangsmutationen an 5'ApC3'/3'TpG5'-Stellen (wo Basen 5'A und 3'T mutiert sind) und in geringerem Maße an 5'GpC3'/3'CpG5'-Stellen (wo Basen 5'G und 3'C mutiert sind) auftreten; (v) obwohl die Rate kleiner (≤4 nt) Insertionen und Deletionen bei Wiederholungssequenzen hoch ist, treten diese Ereignisse nur mit 1/10 der genomischen Rate von Basenpaar-Substitutionen auf. MMR-Aktivität ist genetisch reguliert, und Bakterien, die aus der Natur isoliert wurden, fehlen oft die MMR-Kapazität, was darauf hindeutet, dass die Modulation von MMR adaptiv sein kann. Somit kann der Vergleich der Ergebnisse aus wildtypischen und MMR-defekten Stämmen zu einem tieferen Verständnis der Faktoren führen, die Mutationsraten und -spektren bestimmen, wie sich diese Faktoren zwischen Organismen unterscheiden können und wie sie durch Umweltbedingungen geformt werden können.",
    url = "https://doi.org/10.1073/pnas.1210309109",
    doi = "10.1073/pnas.1210309109",
    openalex = "W2019385975",
    references = "doi101016jtig201005003"
}

1963 entdeckte Margoliash das unerwartete Ergebnis der genetischen Gleichabstandung nach dem Vergleich von Cytochrom-c-Sequenzen aus verschiedenen Arten. Diese Entdeckung, zusammen mit den Hämoglobin-Analysen von Zuckerkandl und Pauling im Jahr 1962, inspirierte direkt die ad hoc molekulare Uhr-Hypothese. Leider haben jedoch viele Biologen seither fälschlicherweise die molekulare Uhr als eine echte Realität betrachtet, was wiederum Kimura, King und Jukes inspirierte, die neutrale Theorie der molekularen Evolution vorzuschlagen. Viele Jahre der Studien haben zahlreiche Widersprüche zur Theorie gefunden, und nur wenige glauben heute an eine universelle konstante Uhr. Was jedoch vernachlässigt wird, ist, dass das Scheitern der molekularen Uhr-Hypothese das ursprüngliche Ergebnis der Gleichabstandung zu einem ungelösten Rätsel gemacht hat. In den letzten Jahren haben wir das Ergebnis der genetischen Gleichabstandung glücklicherweise wiederentdeckt, das von fast allen Forschern unbekannt bleibt. Durch die Einbeziehung der bewährten Tugenden bestehender evolutionärer Theorien und die Einführung des neuen Konzepts der maximalen genetischen Vielfalt haben wir eine vollständigere Hypothese der evolutionären Genetik vorgeschlagen und das Ergebnis der Gleichabstandung sowie andere wichtige evolutionäre Phänomene neu interpretiert. Die Hypothese könnte die molekulare Phylogenie und die Populationsgenetik umschreiben und wichtige biomedizinische Probleme lösen, die das bestehende Rahmenwerk der Evolutionsbiologie herausfordern.

@article{doi101007s114270134452x,
    author = "Hu, Taobo und Long, Mengping und Yuan, Dejian und Zhu, Zhubing und Huang, Yimin und Huang, Shi",
    title = "Das Ergebnis der genetischen Gleichabstandung: Missdeutung durch die molekulare Uhr und die neutrale Theorie und Neuinterpretation fast ein halbes Jahrhundert später",
    year = "2013",
    journal = "Science China Life Sciences",
    abstract = "1963 entdeckte Margoliash das unerwartete Ergebnis der genetischen Gleichabstandung nach dem Vergleich von Cytochrom-c-Sequenzen aus verschiedenen Arten. Diese Entdeckung, zusammen mit den Hämoglobin-Analysen von Zuckerkandl und Pauling im Jahr 1962, inspirierte direkt die ad hoc molekulare Uhr-Hypothese. Leider haben jedoch viele Biologen seither fälschlicherweise die molekulare Uhr als eine echte Realität betrachtet, was wiederum Kimura, King und Jukes inspirierte, die neutrale Theorie der molekularen Evolution vorzuschlagen. Viele Jahre der Studien haben zahlreiche Widersprüche zur Theorie gefunden, und nur wenige glauben heute an eine universelle konstante Uhr. Was jedoch vernachlässigt wird, ist, dass das Scheitern der molekularen Uhr-Hypothese das ursprüngliche Ergebnis der Gleichabstandung zu einem ungelösten Rätsel gemacht hat. In den letzten Jahren haben wir das Ergebnis der genetischen Gleichabstandung glücklicherweise wiederentdeckt, das von fast allen Forschern unbekannt bleibt. Durch die Einbeziehung der bewährten Tugenden bestehender evolutionärer Theorien und die Einführung des neuen Konzepts der maximalen genetischen Vielfalt haben wir eine vollständigere Hypothese der evolutionären Genetik vorgeschlagen und das Ergebnis der Gleichabstandung sowie andere wichtige evolutionäre Phänomene neu interpretiert. Die Hypothese könnte die molekulare Phylogenie und die Populationsgenetik umschreiben und wichtige biomedizinische Probleme lösen, die das bestehende Rahmenwerk der Evolutionsbiologie herausfordern.",
    url = "https://doi.org/10.1007/s11427-013-4452-x",
    doi = "10.1007/s11427-013-4452-x",
    openalex = "W2071409429",
    references = "doi1010079781461523819, doi101007bf01797451, doi101016jcell200907038, doi101038217624a0, doi101038224149a0, doi101038nature11247, doi101073pnas504672, doi101093oso97801951358480010001, doi101126science1108190, doi101126science1643881788, doi101126science1774048530, doi104172jcsb1000009, jukes1972evolutionary"
}

Die Software für die Analyse der molekularen Evolution (MEGA) hat sich weiterentwickelt und enthält nun eine umfangreiche Sammlung von Methoden und Werkzeugen der computergestützten molekularen Evolution. Hier beschreiben wir neue Ergänzungen, die MEGA zu einem umfassenderen Werkzeug für die Erstellung von Zeitbäumen von Arten, Krankheitserregern und Genfamilien mittels schneller Relaxed-Clock-Methoden machen. Methoden zur Schätzung von Divergenzzeiten und Konfidenzintervallen wurden implementiert, um Wahrscheinlichkeitsdichten für Kalibrierungsbedingungen bei der Knoten-Datierung und Sequenz-Sampling-Daten für die Spitzen-Datierungsanalysen zu verwenden. Sie werden durch neue Optionen unterstützt, um Sequenzen mit räumlich-zeitlichen Sampling-Informationen zu kennzeichnen, einen erweiterten interaktiven Editor für Knotenkalibrierungen und einen erweiterten Baum-Explorer zur Anzeige von Zeitbäumen. Zudem wurde eine Bayes'sche Methode zur Schätzung neutraler evolutionärer Wahrscheinlichkeiten von Allelen in einer Art unter Verwendung von Mehrarten-Sequenzalignments und eine maschinelles Lernverfahren zum Testen auf Autokorrelation evolutionärer Raten in Phylogenien hinzugefügt. Die Anforderungen an den Arbeitsspeicher für die Maximum-Likelihood-Analyse wurden durch Neuprogrammierung erheblich reduziert, und die grafische Benutzeroberfläche wurde für sehr große Datensätze reaktionsschneller und interaktiver gestaltet. Diese Verbesserungen werden die Benutzererfahrung, die Qualität der Ergebnisse und das Tempo biologischer Entdeckungen verbessern. Native kompilierte grafische Benutzeroberflächen- und Kommandozeilen-Versionen von MEGA11 sind für Microsoft Windows, Linux und macOS unter www.megasoftware.net verfügbar.

@article{doi101093molbevmst197,
    author = "Tamura, Koichiro und Stecher, Glen und Peterson, Daniel S. und Filipski, Alan und Kumar, Sudhir",
    title = "MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 6.0",
    year = "2013",
    journal = "Molecular Biology and Evolution",
    abstract = "Die Software für die Analyse der molekularen Evolution (MEGA) hat sich weiterentwickelt und enthält nun eine umfangreiche Sammlung von Methoden und Werkzeugen der computergestützten molekularen Evolution. Hier beschreiben wir neue Ergänzungen, die MEGA zu einem umfassenderen Werkzeug für die Erstellung von Zeitbäumen von Arten, Krankheitserregern und Genfamilien mittels schneller Relaxed-Clock-Methoden machen. Methoden zur Schätzung von Divergenzzeiten und Konfidenzintervallen wurden implementiert, um Wahrscheinlichkeitsdichten für Kalibrierungsbedingungen bei der Knoten-Datierung und Sequenz-Sampling-Daten für die Spitzen-Datierungsanalysen zu verwenden. Sie werden durch neue Optionen unterstützt, um Sequenzen mit räumlich-zeitlichen Sampling-Informationen zu kennzeichnen, einen erweiterten interaktiven Editor für Knotenkalibrierungen und einen erweiterten Baum-Explorer zur Anzeige von Zeitbäumen. Zudem wurde eine Bayes'sche Methode zur Schätzung neutraler evolutionärer Wahrscheinlichkeiten von Allelen in einer Art unter Verwendung von Mehrarten-Sequenzalignments und eine maschinelles Lernverfahren zum Testen auf Autokorrelation evolutionärer Raten in Phylogenien hinzugefügt. Die Anforderungen an den Arbeitsspeicher für die Maximum-Likelihood-Analyse wurden durch Neuprogrammierung erheblich reduziert, und die grafische Benutzeroberfläche wurde für sehr große Datensätze reaktionsschneller und interaktiver gestaltet. Diese Verbesserungen werden die Benutzererfahrung, die Qualität der Ergebnisse und das Tempo biologischer Entdeckungen verbessern. Native kompilierte grafische Benutzeroberflächen- und Kommandozeilen-Versionen von MEGA11 sind für Microsoft Windows, Linux und macOS unter www.megasoftware.net verfügbar.",
    url = "https://doi.org/10.1093/molbev/mst197",
    doi = "10.1093/molbev/mst197",
    openalex = "W2152207030",
    references = "doi101038scientificamerican117998, doi101073pnas1213199109, doi101093bib52150, doi101093bioinformatics102189, doi101093bioinformatics17121244, doi101093bioinformaticsbts507, doi101093molbevmsr121, doi101093oso97801951358480010001, doi101126science1211028, openalexw3217097258"
}

Die molekulare Uhr bietet ein Mittel zur Schätzung evolutionärer Raten und Zeitskalen unter Verwendung genetischer Daten. Diese Schätzungen können zu wichtigen Erkenntnissen über evolutionäre Prozesse und Mechanismen führen sowie einen Rahmen für weitere biologische Analysen bieten. Um mit der Ratenvariation zwischen Genen und zwischen Abstammungslinien umzugehen, wurden eine Vielzahl molekularer Uhr-Methoden entwickelt. Diese Methoden wurden in verschiedenen Softwarepaketen implementiert und unterscheiden sich in ihren statistischen Eigenschaften, ihrer Fähigkeit, verschiedene Modelle der Ratenvariation zu handhaben, ihrer Kapazität, verschiedene Formen kalibrierender Informationen einzubeziehen und ihrer Handhabbarkeit für die Analyse großer Datensätze. Die Wahl eines geeigneten molekularer Uhr-Modells kann eine herausfordernde Übung sein, aber es stehen eine Reihe von Modellauswahl-Techniken zur Verfügung. In diesem Review beschreiben wir die verschiedenen Formen der evolutionären Ratenheterogenität und erklären, wie sie in Analysen mit molekularer Uhr berücksichtigt werden können. Wir geben einen Überblick über die verschiedenen Uhr-Methoden und Modelle, die verfügbar sind, einschließlich der strengen Uhr, lokaler Uhren, diskreter Uhren und entspannter Uhren. Techniken zur Kalibrierung und zur Auswahl des Uhr-Modells werden ebenfalls beschrieben, zusammen mit Methoden zur Handhabung von Multilocus-Datensätzen. Wir schließen unser Review mit einigen Kommentaren über die Zukunft molekularer Uhren ab.

@article{doi101111mec12953,
    author = "Ho, Simon Y. W. und Duchêne, Sebastián",
    title = "Molecular‐clock methods for estimating evolutionary rates and timescales",
    year = "2014",
    journal = "Molecular Ecology",
    abstract = "Die molekulare Uhr bietet ein Mittel zur Schätzung evolutionärer Raten und Zeitskalen unter Verwendung genetischer Daten. Diese Schätzungen können zu wichtigen Erkenntnissen über evolutionäre Prozesse und Mechanismen führen sowie einen Rahmen für weitere biologische Analysen bieten. Um mit der Ratenvariation zwischen Genen und zwischen Abstammungslinien umzugehen, wurden eine Vielzahl molekularer Uhr-Methoden entwickelt. Diese Methoden wurden in verschiedenen Softwarepaketen implementiert und unterscheiden sich in ihren statistischen Eigenschaften, ihrer Fähigkeit, verschiedene Modelle der Ratenvariation zu handhaben, ihrer Kapazität, verschiedene Formen kalibrierender Informationen einzubeziehen und ihrer Handhabbarkeit für die Analyse großer Datensätze. Die Wahl eines geeigneten molekularer Uhr-Modells kann eine herausfordernde Übung sein, aber es stehen eine Reihe von Modellauswahl-Techniken zur Verfügung. In diesem Review beschreiben wir die verschiedenen Formen der evolutionären Ratenheterogenität und erklären, wie sie in Analysen mit molekularer Uhr berücksichtigt werden können. Wir geben einen Überblick über die verschiedenen Uhr-Methoden und Modelle, die verfügbar sind, einschließlich der strengen Uhr, lokaler Uhren, diskreter Uhren und entspannter Uhren. Techniken zur Kalibrierung und zur Auswahl des Uhr-Modells werden ebenfalls beschrieben, zusammen mit Methoden zur Handhabung von Multilocus-Datensätzen. Wir schließen unser Review mit einigen Kommentaren über die Zukunft molekularer Uhren ab.",
    url = "https://doi.org/10.1111/mec.12953",
    doi = "10.1111/mec.12953",
    openalex = "W2028707635",
    references = "doi101073pnas1319091111, doi101073pnas504672, doi101111j14724669200900220x"
}

Wir stellen die neueste Version der Molecular Evolutionary Genetics Analysis (Mega)-Software vor, die viele ausgefeilte Methoden und Werkzeuge für Phylogenomik und Phylomedizin enthält. In diesem großen Upgrade wurde Mega für den Einsatz auf 64-Bit-Computersystemen zur Analyse größerer Datensätze optimiert. Forscher können nun in Mega zehntausende von Sequenzen erforschen und analysieren. Die neue Version bietet zudem einen erweiterten Assistenten zum Erstellen von Zeitbäumen und umfasst eine neue Funktionalität zur automatischen Vorhersage von Genduplizierungsereignissen in Genfamilienbäumen. Die 64-Bit-Mega steht in zwei Schnittstellen zur Verfügung: grafisch und Kommandozeile. Die grafische Benutzeroberfläche (GUI) ist eine native Microsoft Windows-Anwendung, die auch auf Mac OS X verwendet werden kann. Die Kommandozeilen-Version von Mega ist als native Anwendung für Windows, Linux und Mac OS X verfügbar. Sie sind für den Einsatz in Hochdurchsatz- und skriptgesteuerten Analysen gedacht. Beide Versionen sind kostenlos unter www.megasoftware.net verfügbar.

@article{doi101093molbevmsw054,
    author = "Kumar, Sudhir und Stecher, Glen und Tamura, Koichiro",
    title = "MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 7.0 für größere Datensätze",
    year = "2016",
    journal = "Molecular Biology and Evolution",
    abstract = "Wir stellen die neueste Version der Molecular Evolutionary Genetics Analysis (Mega)-Software vor, die viele ausgefeilte Methoden und Werkzeuge für Phylogenomik und Phylomedizin enthält. In diesem großen Upgrade wurde Mega für den Einsatz auf 64-Bit-Computersystemen zur Analyse größerer Datensätze optimiert. Forscher können nun in Mega zehntausende von Sequenzen erforschen und analysieren. Die neue Version bietet zudem einen erweiterten Assistenten zum Erstellen von Zeitbäumen und umfasst eine neue Funktionalität zur automatischen Vorhersage von Genduplizierungsereignissen in Genfamilienbäumen. Die 64-Bit-Mega steht in zwei Schnittstellen zur Verfügung: grafisch und Kommandozeile. Die grafische Benutzeroberfläche (GUI) ist eine native Microsoft Windows-Anwendung, die auch auf Mac OS X verwendet werden kann. Die Kommandozeilen-Version von Mega ist als native Anwendung für Windows, Linux und Mac OS X verfügbar. Sie sind für den Einsatz in Hochdurchsatz- und skriptgesteuerten Analysen gedacht. Beide Versionen sind kostenlos unter www.megasoftware.net verfügbar.",
    url = "https://doi.org/10.1093/molbev/msw054",
    doi = "10.1093/molbev/msw054",
    openalex = "W2311203695",
    references = "doi101073pnas1213199109, doi101093bioinformatics102189, doi101093bioinformaticsbts507, doi101093molbevmst197, doi101093molbevmsv037, doi101093nargks1219, doi101093nargkt1209, doi101093oxfordjournalsmolbeva040023, doi101093oxfordjournalsmolbeva040454, doi101186147121055113"
}

Der Fossilbericht ist bekanntlich unvollständig. Wenn man ihn wörtlich liest, bietet er ein verzerrtes Bild der Geschichte der Artbildung und des Aussterbens, da verschiedene Arten unterschiedliche Neigungen zur Fossilisation aufweisen, die Menge an Gestein über geologische Zeitskalen schwankt, ebenso wie die Natur der Umwelten, die es bewahrt. Dennoch erlauben Muster in den fossilen Beweisen, die Unvollständigkeit des Fossilberichts zu bewerten. Während die molekulare Uhr verwendet werden kann, um die Zeitabschätzungen von fossilen Arten auf Linien auszudehnen, die nicht im Fossilbericht vertreten sind, sind Fossilien die einzige Informationsquelle bezüglich absoluter (geologischer) Zeiten in der Analyse der molekularen Datierung. Wir überprüfen verschiedene Möglichkeiten, fossile Beweise in moderne Uhr-Datierungsanalysen einzubeziehen, einschließlich Knotenkalibrierungen, bei denen die Zeitpunkte der Linien-Ausweichung unter Verwendung von Wahrscheinlichkeitsdichten eingeschränkt werden, und Spitzenkalibrierungen, bei denen fossilen Arten an den Spitzen des Baumes Daten aus datierten Gesteinsschichten zugewiesen werden. Während Knotenkalibrierungen oft durch eine grobe Bewertung der fossilen Beweise konstruiert werden und somit Willkürlichkeit beinhalten, können Spitzenkalibrierungen zu empfindlich auf den Prior für Ausweichungszeiten oder den Verzweigungsprozess sein und unangemessen von bekannten Problemen der morphologischen Charakterentwicklung beeinflusst werden, wie Umwelteinfluss auf morphologische Phänotypen, Korrelation zwischen Merkmalen und konvergenter Evolution in unterschiedlichen Arten. Wir diskutieren die Nützlichkeit von Zeitinformationen aus Fossilien in der Phylogenie-Schätzung und der Suche nach Vorfahren im Fossilbericht. Dieser Artikel ist Teil des thematischen Hefts 'Dating species divergences using rocks and clocks'.

@article{doi101098rstb20160020,
    author = "Donoghue, Philip C. J. und Yang, Ziheng",
    title = "The evolution of methods for establishing evolutionary timescales",
    year = "2016",
    journal = "Philosophical Transactions of the Royal Society B Biological Sciences",
    abstract = "Der Fossilbericht ist bekanntlich unvollständig. Wenn man ihn wörtlich liest, bietet er ein verzerrtes Bild der Geschichte der Artbildung und des Aussterbens, da verschiedene Arten unterschiedliche Neigungen zur Fossilisation aufweisen, die Menge an Gestein über geologische Zeitskalen schwankt, ebenso wie die Natur der Umwelten, die es bewahrt. Dennoch erlauben Muster in den fossilen Beweisen, die Unvollständigkeit des Fossilberichts zu bewerten. Während die molekulare Uhr verwendet werden kann, um die Zeitabschätzungen von fossilen Arten auf Linien auszudehnen, die nicht im Fossilbericht vertreten sind, sind Fossilien die einzige Informationsquelle bezüglich absoluter (geologischer) Zeiten in der Analyse der molekularen Datierung. Wir überprüfen verschiedene Möglichkeiten, fossile Beweise in moderne Uhr-Datierungsanalysen einzubeziehen, einschließlich Knotenkalibrierungen, bei denen die Zeitpunkte der Linien-Ausweichung unter Verwendung von Wahrscheinlichkeitsdichten eingeschränkt werden, und Spitzenkalibrierungen, bei denen fossilen Arten an den Spitzen des Baumes Daten aus datierten Gesteinsschichten zugewiesen werden. Während Knotenkalibrierungen oft durch eine grobe Bewertung der fossilen Beweise konstruiert werden und somit Willkürlichkeit beinhalten, können Spitzenkalibrierungen zu empfindlich auf den Prior für Ausweichungszeiten oder den Verzweigungsprozess sein und unangemessen von bekannten Problemen der morphologischen Charakterentwicklung beeinflusst werden, wie Umwelteinfluss auf morphologische Phänotypen, Korrelation zwischen Merkmalen und konvergenter Evolution in unterschiedlichen Arten. Wir diskutieren die Nützlichkeit von Zeitinformationen aus Fossilien in der Phylogenie-Schätzung und der Suche nach Vorfahren im Fossilbericht. Dieser Artikel ist Teil des thematischen Hefts 'Dating species divergences using rocks and clocks'.",
    url = "https://doi.org/10.1098/rstb.2016.0020",
    doi = "10.1098/rstb.2016.0020",
    openalex = "W2341028606",
    references = "doi101093molbevmsw026, doi101111pala12219"
}

@article{doi101016jygeno201711006,
    author = "Biswas, Kakali und Acharya, Debarun und Podder, Soumita und Ghosh, Tapash Chandra",
    title = "Evolutionäre Ratenheterogenität zwischen multi- und single-interface Hubs über menschliche housekeeping- und gewebe-spezifische Protein-Interaktionsnetzwerke: Erkenntnisse aus den Eigenschaften von Proteinen und ihren Partnern",
    year = "2017",
    journal = "Genomics",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2017.11.006",
    doi = "10.1016/j.ygeno.2017.11.006",
    openalex = "W2774244422",
    references = "doi101016jygeno201604004"
}

Molekulare Uhr-Modelle stellen die beobachtete genetische Vielfalt in Beziehung zur Kalenderzeit und ermöglichen die Schätzung von Zeiten gemeinsamer Abstammung. Viele große Datensätze schnell evolvierender Viren lassen sich nicht gut durch molekulare Uhr-Modelle anpassen, die eine konstante Substitutionsrate über die Zeit annehmen, und flexiblere relaxed clock-Modelle sind für eine robuste Inferenz von Raten und Daten erforderlich. Die Schätzung von relaxed molecular clocks unter Verwendung von Bayesian Markov chain Monte Carlo ist rechenintensiv und skaliert möglicherweise nicht gut auf große Datensätze. Wir bauen auf jüngsten Fortschritten in Maximum-Likelihood- und Least-Squares-phylogenetischen und molekularen Uhr-Datierungsmethoden auf, um eine schnelle relaxed-clock-Methode auf Basis eines Gamma-Poisson-Mischmodells von Substitutionsraten zu entwickeln. Diese Methode schätzt für jede Linieage in der Phylogenie eine distincte Substitutionsrate, während sie skalierbar für große Phylogenien ist. Unbekannte Linienage-Proben-Daten können ebenso wie unbekannte Wurzelposition geschätzt werden. Wir schätzen Konfidenzintervalle für Raten, Daten und Spitzendaten unter Verwendung von parametrischen und nicht-parametrischen Bootstrap-Ansätzen. Diese Methode ist als Open-Source-R-Paket treedater implementiert.

@article{doi101093vevex025,
    author = "Volz, Erik and Frost, Simon D. W.",
    title = "Scalable relaxed clock phylogenetic dating",
    year = "2017",
    journal = "Virus Evolution",
    abstract = "Molecular clock models relate observed genetic diversity to calendar time, enabling estimation of times of common ancestry. Many large datasets of fast-evolving viruses are not well fitted by molecular clock models that assume a constant substitution rate through time, and more flexible relaxed clock models are required for robust inference of rates and dates. Estimation of relaxed molecular clocks using Bayesian Markov chain Monte Carlo is computationally expensive and may not scale well to large datasets. We build on recent advances in maximum likelihood and least-squares phylogenetic and molecular clock dating methods to develop a fast relaxed-clock method based on a Gamma-Poisson mixture model of substitution rates. This method estimates a distinct substitution rate for every lineage in the phylogeny while being scalable to large phylogenies. Unknown lineage sample dates can be estimated as well as unknown root position. We estimate confidence intervals for rates, dates, and tip dates using parametric and non-parametric bootstrap approaches. This method is implemented as an open-source R package, treedater.",
    url = "https://doi.org/10.1093/ve/vex025",
    doi = "10.1093/ve/vex025",
    openalex = "W2752084418",
    references = "doi101093molbevmsw026"
}

RelTime schätzt Divergenzzeiten, indem es die Annahme eines strengen molekularen Uhrwerks in einer Phylogenie lockert. Es zeigt eine hervorragende Leistung bei der Schätzung von Divergenzzeiten für sowohl simulierte als auch empirische molekulare Sequenzdatensätze, bei denen sich Evolutionsraten im gesamten Baum stark unterschieden. RelTime ist rechnerisch effizient und skaliert gut mit zunehmender Größe der Datensätze. Bislang hatte RelTime jedoch keine formale mathematische Grundlage. Hier zeigen wir, dass die Basis des RelTime-Ansatzes ein relatives Raten-Rahmenwerk (RRF) ist, das Vergleiche von Evolutionsraten in Schwesterlinien mit dem Prinzip der minimalen Ratenänderung zwischen evolutionären Linien und ihren jeweiligen Nachkommen kombiniert. Wir präsentieren analytische Lösungen zur Schätzung relativer Linienraten und Divergenzzeiten unter RRF. Wir diskutieren auch die Beziehung von RRF zu anderen Ansätzen, einschließlich des Bayes'schen Rahmens. Wir schließen, dass RelTime für Phylogenien nützlich sein wird, deren Astlängen nicht nur aus molekularen Daten, sondern auch aus morphologischen und biochemischen Merkmalen abgeleitet wurden.

@article{doi101093molbevmsy044,
    author = "Tamura, Koichiro und Tao, Qiqing und Kumar, Sudhir",
    title = "Theoretische Grundlage der RelTime-Methode zur Schätzung von Divergenzzeiten aus variablen Evolutionsraten",
    year = "2018",
    journal = "Molecular Biology and Evolution",
    abstract = "RelTime schätzt Divergenzzeiten, indem es die Annahme eines strengen molekularen Uhrwerks in einer Phylogenie lockert. Es zeigt eine hervorragende Leistung bei der Schätzung von Divergenzzeiten für sowohl simulierte als auch empirische molekulare Sequenzdatensätze, bei denen sich Evolutionsraten im gesamten Baum stark unterschieden. RelTime ist rechnerisch effizient und skaliert gut mit zunehmender Größe der Datensätze. Bislang hatte RelTime jedoch keine formale mathematische Grundlage. Hier zeigen wir, dass die Basis des RelTime-Ansatzes ein relatives Raten-Rahmenwerk (RRF) ist, das Vergleiche von Evolutionsraten in Schwesterlinien mit dem Prinzip der minimalen Ratenänderung zwischen evolutionären Linien und ihren jeweiligen Nachkommen kombiniert. Wir präsentieren analytische Lösungen zur Schätzung relativer Linienraten und Divergenzzeiten unter RRF. Wir diskutieren auch die Beziehung von RRF zu anderen Ansätzen, einschließlich des Bayes'schen Rahmens. Wir schließen, dass RelTime für Phylogenien nützlich sein wird, deren Astlängen nicht nur aus molekularen Daten, sondern auch aus morphologischen und biochemischen Merkmalen abgeleitet wurden.",
    url = "https://doi.org/10.1093/molbev/msy044",
    doi = "10.1093/molbev/msy044",
    openalex = "W2949972517",
    references = "doi101038nature21074, doi101093molbevmsw026, doi101093sysbiosyw107"
}

@article{doi101016jplaphy202007006,
    author = "Jiang, Wenqiang und Geng, Yuepan und Liu, Yike und Chen, Shuhui und Cao, Shulin und Li, Wei und Chen, Huaigu und Ma, Dongfang und Yin, Junliang",
    title = "Genome-wide identification and characterization of SRO gene family in wheat: Molecular evolution and expression profiles during different stresses",
    year = "2020",
    journal = "Plant Physiology and Biochemistry",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2020.07.006",
    doi = "10.1016/j.plaphy.2020.07.006",
    openalex = "W3043828941",
    references = "doi101007s11033020054775"
}

Die geschlechtsverzweigte Genexpression, insbesondere die geschlechtsverzweigte Expression in der Gonade, wurde mit Raten der Proteinsequenz-Evolution (nichtsynonyme zu synonymen Substitutionen, dN/dS) bei Tieren in Verbindung gebracht. Allerdings bleiben Studien zur geschlechtsverzweigten Expression bei Insekten auf wenige holometabole Arten konzentriert. Darüber hinaus bleiben andere wichtige Gewebetypen wie das Gehirn unerforscht. Hier untersuchten wir die geschlechtsverzweigte Genexpression und Proteinevolution bei einem hemimetabolen Insekt, dem Grillen Gryllus bimaculatus. Wir generierten neue männliche und weibliche RNA-seq-Daten für zwei geschlechtliche Gewebetypen, die Gonade und das somatische Fortpflanzungssystem, sowie für zwei Kernkomponenten des Nervensystems, das Gehirn und den ventralen Nervenstrang. Aus einer genomweiten Analyse berichten wir über mehrere Kernbefunde. Erstens hatten testis-verzweigte Gene eine beschleunigte Evolution im Vergleich zu ovarium-verzweigten und unverzweigten Genen, was mit positiven Selektionsereignissen verbunden war. Zweitens zeigten geschlechtsverzweigte Gehirngene, die viel seltener waren als bei der Gonade, eine auffällige Tendenz zur schnellen Proteinsequenz-Evolution, ein Effekt, der bei weiblichen Gehirnen stärker war als bei männlichen. Weiterhin waren einige geschlechtsverzweigte Gehirngene mit geschlechtlichen Funktionen und Paarungsverhalten verknüpft, was wir vorschlagen, könnte ihre Evolution über sexuelle Selektion beschleunigt haben. Drittens wurde bei geschlechtsverzweigten Gehirngenen eine Tendenz zu schmaler Quergewebe-Expressionsbreite beobachtet, was auf niedrige Pleiotropie hindeutet und auf eine gelockerte reinigende Selektion schließen lässt, was wir spekulieren, könnte eine erhöhte Freiheit zur Evolution adaptiver Protein-Funktionsänderungen ermöglichen. Die Befunde zur schnellen Evolution von testis-verzweigten und männlichen sowie weiblichen verzweigten Gehirngenen werden im Hinblick auf Pleiotropie, positive Selektion und die Paarungsbiologie dieses Grillen diskutiert.

@article{doi101111jeb13889,
    author = "Whittle, Carrie A. und Kulkarni, Arpita und Extavour, Cassandra G.",
    title = "Evolutionäre Dynamik geschlechtsverzweigter Gene, die in Grillenhirnen und Gonaden exprimiert werden",
    year = "2021",
    journal = "Journal of Evolutionary Biology",
    abstract = "Die geschlechtsverzweigte Genexpression, insbesondere die geschlechtsverzweigte Expression in der Gonade, wurde mit Raten der Proteinsequenz-Evolution (nichtsynonyme zu synonymen Substitutionen, dN/dS) bei Tieren in Verbindung gebracht. Allerdings bleiben Studien zur geschlechtsverzweigten Expression bei Insekten auf wenige holometabole Arten konzentriert. Darüber hinaus bleiben andere wichtige Gewebetypen wie das Gehirn unerforscht. Hier untersuchten wir die geschlechtsverzweigte Genexpression und Proteinevolution bei einem hemimetabolen Insekt, dem Grillen Gryllus bimaculatus. Wir generierten neue männliche und weibliche RNA-seq-Daten für zwei geschlechtliche Gewebetypen, die Gonade und das somatische Fortpflanzungssystem, sowie für zwei Kernkomponenten des Nervensystems, das Gehirn und den ventralen Nervenstrang. Aus einer genomweiten Analyse berichten wir über mehrere Kernbefunde. Erstens hatten testis-verzweigte Gene eine beschleunigte Evolution im Vergleich zu ovarium-verzweigten und unverzweigten Genen, was mit positiven Selektionsereignissen verbunden war. Zweitens zeigten geschlechtsverzweigte Gehirngene, die viel seltener waren als bei der Gonade, eine auffällige Tendenz zur schnellen Proteinsequenz-Evolution, ein Effekt, der bei weiblichen Gehirnen stärker war als bei männlichen. Weiterhin waren einige geschlechtsverzweigte Gehirngene mit geschlechtlichen Funktionen und Paarungsverhalten verknüpft, was wir vorschlagen, könnte ihre Evolution über sexuelle Selektion beschleunigt haben. Drittens wurde bei geschlechtsverzweigten Gehirngenen eine Tendenz zu schmaler Quergewebe-Expressionsbreite beobachtet, was auf niedrige Pleiotropie hindeutet und auf eine gelockerte reinigende Selektion schließen lässt, was wir spekulieren, könnte eine erhöhte Freiheit zur Evolution adaptiver Protein-Funktionsänderungen ermöglichen. Die Befunde zur schnellen Evolution von testis-verzweigten und männlichen sowie weiblichen verzweigten Gehirngenen werden im Hinblick auf Pleiotropie, positive Selektion und die Paarungsbiologie dieses Grillen diskutiert.",
    url = "https://doi.org/10.1111/jeb.13889",
    doi = "10.1111/jeb.13889",
    openalex = "W3168750469",
    references = "doi101016jygeno201604004"
}

@incollection{crossrefNonethe,
    title = "The Speed of Light and Classical Physics",
    year = "None",
    booktitle = "The Curious History of Relativity",
    url = "https://doi.org/10.2307/j.ctv39x6bc.5",
    doi = "10.2307/j.ctv39x6bc.5",
    pages = "4-23"
}