OEF Arbres phylogénétiques
--- Introduction ---
Ce module regroupe pour l'instant 49 exercices
permettant de se familiariser avec l'analyse
et la construction d'un arbre phylogénétique.
Vous trouverez des exercices permettant de
reconnaitre
un groupe monophylétique, de
retrouver les ancêtres communs à deux espèces,
de comparer différentes topologies.
Les exercices de construction de phylogénie reposent sur deux méthodes simples :
-
recherche du maximum de parcimonie.
-
méthode de distances UPGMA et WPGMA.
Pour la méthode de parcimonie, le travail est proposé
sur un seul site pour comprendre le principe (Site unique : algorithme,
Site unique : mutation,
Site unique : états ancestraux et Méthode de parcimonie : un site),
puis sur un alignement comprenant plusieurs sites.
Le paramétrage Taille permet de travailler sur des arbres ou des matrices
de distances avec plus ou moins de taxons ou sur des alignements
comprenant plus ou moins de sites (méthode de parcimonie).
Pour plusieurs exercices, deux formules sont proposées :
- avec des noms anonymes (A, B, C...).
- à partir d'arbres phylogénétiques obtenus sur des taxons
existants (ils ont dans ce cas l'extension phylo).
Quelques exercices font travailler avec des arbres parenthésés (cela est
indiqué dans le titre).
Ancêtres communs
Donner tous les ancêtres communs des
,
et .
Ancêtre commun le plus proche
Quel est l'ancêtre commun le plus proche aux
,
et ?
Conv., homol., révers. (groupes)
Pour un caractère donné, on a placé les états pour l'ensemble des taxons (ancêtres compris) pour un caractère morphologique ou anatomique. Ils sont représentés par un signe
+ ou
-. On cherche à comprendre les phénomènes (
,
ou
) à l'origine des états de caractère observés dans les taxons actuels. ?
?
Conv., homol., révers. (parcimonie)
On a placé les états de caractère de
pour un caractère morphologique ou anatomique. Ils sont représentés par un signe + ou -.
Placer de la manière la plus
les états de caractères sur les groupes :
Vous n'avez pas donné la solution la plus parcimonieuse, mais tant pis, cela arrive.
Pour cette hypothèse : ?
?
Conv., homol., révers. (mutations)
Pour un caractère donné, on a placé les états pour l'ensemble des taxons (ancêtres compris) pour un caractère morphologique ou anatomique. Ils sont représentés par un signe + ou -.
On cherche à comprendre les phénomènes (
,
ou
) à l'origine des états de caractère observés dans les taxons actuels.
On commence par placer les transitions. Utiliser l'image pour indiquer qu'il n'y a aucun changement d'état sur une branche. Utiliser les images du type pour indiquer une transition d'un état ancestral X vers un état ancestral Y.
?
?
Conv., homol., révers. (construction)
On a placé les états de caractère de
ainsi que celui de l'ancêtre pour un caractère morphologique ou anatomique. Ils sont représentés par un signe + ou -. On demande qu'il y ait au plus mutations.
Conv., homol., révers. (grp de convergence)
Pour un caractère donné, on a placé les états pour l'ensemble des taxons (ancêtres compris) pour un caractère morphologique ou anatomique. Ils sont représentés par un signe + ou -. Indiquez tous les groupes de 2 taxons pour lesquels le partage de l'état du caractère résulte de la convergence (qu'elle soit accompagnée ou non de réversion). S'il n'y en a pas, taper 0.
Donnez chaque groupe en donnant les noms des deux taxons qui le composent séparés par une virgule. Le champ de réponse est fourni pour un seul groupe. Cliquez sur ajouter autant de fois que nécessaire le nombre de groupes différents.
Distances : calcul
À partir des distances indiquées sur les branches, calculer la distance entre les
et :
Apparentements
L'arbre que voici représente les relations entre différents
de .
.
Distances : matrice
L'arbre que voici représente les relations entre différents
de .
.
À partir des distances indiquées sur les branches, calculer la matrice des distances entre les
Groupes monophylétiques
Le groupe formé des
,
et est-il un
?
.
Vous vous êtes trompé.
Le groupe formé des
,
et
est un . Quel est leur ancêtre commun le plus proche ?
.
n'est pas un . Cocher tous les
du plus petit groupe qui les contient.
.
Donner l'ancêtre commun du nouveau groupe.
.
Conv., homol., révers. (jsxgraph)
On a placé les états de caractère de
pour un site nucléotidique. Ils sont représentés par un signe
+ ou
-. On a placé les transitions.
Cliquez sur les points bleus.
Conv., homol., révers. (homologie)
On a placé les états de caractère de
pour un site nucléotidique. Ils sont représentés par un signe + ou -. On a placé les transitions. Marquer un groupe de taxons pour lequel le partage d'état du caractère résulte de l'
. Marquer aussi un ancêtre commun.
Cliquez sur les points bleus. S'il n'y a pas homologie, cliquez en dehors des points bleus.
Ecrire si le groupe que vous avez tracé est monophylétique on non monophylétique pour l'ancêtre commun que: vous avez donné :
Méthode de parcimonie: Un site
Voici l'état de caractère de quatre taxons () pour un site nucléotique. Le site ci-contre est-il
?
Combien de pas évolutifs sont-ils nécessaires dans chacun des arbres pour expliquer l'état du caractère ?
Méthode de parcimonie: Sites informatifs
On recherche les relations de parentés entre les quatre taxons .
Question 1/2 : Marquer les
Question 2/2 : Sachant que est
, seuls trois arbres différents sont envisageables. Ils sont présentés ci-dessous. Donner le nombre de mutations pour chaque site informatif et pour chacun des arbres ci-dessous ainsi que le nombre total de mutations.
Finalement, cliquer sur l'arbre enraciné obtenu en appliquant la méthode de la
Apparentements (arbre parenthésé)
L'arbre que voici représente les relations entre différents
de .
.
Conseil
Dessiner d'abord l'arbre.
Groupes monophylétiques (parenthésé)
Le groupe formé des
,
et est-il un
?
.
Vous vous êtes trompé.
Le groupe formé des
,
et
est un . Quel est leur ancêtre commun le plus proche ?
.
n'est pas un . Cocher tous les
du plus petit groupe qui les contient.
.
Donner l'ancêtre commun du nouveau groupe.
.
Matrices de distance à partir de sites
Calculer la matrice de distances
Arbre parenthésé
Ancêtres communs (phylo)
Donner tous les ancêtres communs des
,
et .
Ancêtre commun le plus proche (phylo)
Quel est l'ancêtre commun le plus proche aux
,
et ?
Distances : calcul (phylo)
À partir des distances indiquées sur les branches, calculer la distance entre les
et :
Apparentements (phylo)
L'arbre que voici représente les relations entre différents
de .
.
Distances : matrice (phylo)
L'arbre que voici représente les relations entre différents
de .
.
À partir des distances indiquées sur les branches, calculer la matrice des distances entre les
Groupes monophylétiques (phylo)
Le groupe formé des
,
et est-il un
?
.
Vous vous êtes trompé.
Le groupe formé des
,
et
est un . Quel est leur ancêtre commun le plus proche ?
.
n'est pas un . Cocher tous les
du plus petit groupe qui les contient.
.
Donner l'ancêtre commun du nouveau groupe.
.
Méthode de parcimonie: phylo
On recherche les relations de parentés entre les quatre taxons .
Question 1/2 : Marquer les
Question 2/2 : Sachant que est
, seuls trois arbres différents sont envisageables. Ils sont présentés ci-dessous. Donner le nombre de mutations pour chaque site informatif et pour chacun des arbres ci-dessous ainsi que le nombre total de mutations.
Finalement, cliquer sur l'arbre enraciné obtenu en appliquant la méthode de la
Arbre parenthésé (phylo)
Arbres de même topologie 1 (phylo)
Les arbres ont la même
. Donner le numéro de ces noeuds en les séparant par des virgules :
Arbres de même topologie 2 (phylo)
Les arbres ont la même
. Donner le numéro de ces noeuds en les séparant par des virgules :
Arbres de même topologie 3 (phylo)
Les arbres ont la même
. Donner le numéro de ces noeuds en les séparant par des virgules :
Arbres de même topologie 4 (phylo)
Les arbres ont la même
. Donner le numéro de ces noeuds en les séparant par des virgules :
Arbres de même topologie 1
Les arbres ont la même
. Donner le numéro de ces noeuds en les séparant par des virgules :
Arbres de même topologie 2
Les arbres ont la même
. Donner le numéro de ces noeuds en les séparant par des virgules :
Arbres de même topologie 3
Les arbres ont la même
. Donner le numéro de ces noeuds en les séparant par des virgules :
Arbres de même topologie 4
Les arbres ont la même
. Donner le numéro de ces noeuds en les séparant par des virgules :
Site unique : états ancestraux
Sur l'arbre suivant, on a placé les états de caractère pour un site nucléotidique.
Placer les états ancestraux demandant le moins de mutations selon la méthode du
. On adjoindra une étoile quand une mutation est absolument nécessaire. Quel est le nombre de mutations minimales ?
Donner les états ancestraux permettant d'obtenir l'arbre le plus
Site unique : algorithme de Fitch
Sur l'arbre suivant, on a placé les états de caractère pour un site nucléotidique.
Placer les états ancestraux demandant le moins de mutations selon la méthode du
. On adjoindra une étoile quand une mutation est absolument nécessaire. Quel est le nombre de mutations minimales ?
Donner les états ancestraux permettant d'obtenir l'arbre le plus
On suppose que l'état ancestral est . Indiquer les mutations permettant d'obtenir le moins de changements possibles. Utiliser l'image pour indiquer qu'il n'y a aucun changement d'état sur une branche. Utiliser les images du type pour indiquer une transition d'un état ancestral X vers un état ancestral Y.
Site unique : mutations
Sur l'arbre suivant, on a placé les états de caractère pour un site nucléotidique.
Quel est le nombre de mutations minimales ?
Donner les états ancestraux permettant d'obtenir l'arbre le plus
On suppose que l'état ancestral est . Indiquer les mutations permettant d'obtenir le moins de changements possibles. Utiliser l'image pour indiquer qu'il n'y a aucun changement d'état sur une branche. Utiliser les images du type pour indiquer une transition d'un état ancestral X vers un état ancestral Y.
Arbres racinés ou non 1 (phylo)
Arbres racinés ou non 2 (phylo)
Arbres racinés ou non 3 (phylo)
Arbres racinés ou non
UPGMA : Construction
Voici une matrice de distance entre taxons (). On désire construire un arbre par la méthode UPGMA (Unweighted Pair Group Method using Arithmetic averages).
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Quel groupe allez-vous former ? Marquez avec la souris :
Vous vous êtes trompé. Les deux taxons du groupe formé doivent être à une distance minimum. Ce n'est donc pas le groupe . Ne vous trompez pas à la prochaine étape, car vous ne pourriez plus continuer.
Donner la distance du noeud formé (ancêtre) - au taxon/ancêtre le plus proche du groupe :
- au taxon/ancêtre le plus proche du groupe :
Vous avez fait une erreur : regardez sur le dessin les bonnes réponses.
Calculer les distances du groupe formé aux autres taxons ou groupes de taxons.
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UPGMA : placer les distances
Le dessin proposé représente l'arbre phylogénétique construit par la méthode UPGMA (Unweighted Pair Group Method using Arithmetic averages) à partir de la matrice de distance génétiques entre taxons, mais il n'est pas à l'échelle : complétez les distances
UPGMA : 4 taxons
On utilise la méthode UPGMA (Unweighted Pair Group Method using Arithmetic averages) pour construire un arbre à partir de la matrice de distance génétique entre taxons. Parmi les arbres topologiques suivants, lequel peut-il correspondre à cette matrice (l'échelle n'est pas respectée) :
UPGMA : 5 taxons
On utilise la méthode UPGMA (Unweighted Pair Group Method using Arithmetic averages) pour construire un arbre à partir de la matrice de distance génétique entre taxons. Parmi les arbres topologiques suivants, lequel peut-il correspondre à cette matrice (l'échelle n'est pas respectée) :
UPGMA : 6 taxons
On utilise la méthode UPGMA (Unweighted Pair Group Method using Arithmetic averages) pour construire un arbre à partir de la matrice de distance génétique entre taxons. Parmi les arbres topologiques suivants, lequel peut-il correspondre à cette matrice (l'échelle n'est pas respectée) :
UPGMA : 7 taxons
On utilise la méthode UPGMA (Unweighted Pair Group Method using Arithmetic averages) pour construire un arbre à partir de la matrice de distance génétique entre taxons. Parmi les arbres topologiques suivants, lequel peut-il correspondre à cette matrice (l'échelle n'est pas respectée) :
WPGMA : Construction
Voici une matrice de distance entre taxons (). On désire construire un arbre par la méthode WPGMA (Weighted Pair Group Method using Arithmetic averages).
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Quel groupe allez-vous former ? Marquez avec la souris :
Vous vous êtes trompé. Les deux taxons du groupe formé doivent être à une distance minimum. Ce n'est donc pas le groupe . Ne vous trompez pas à la prochaine étape, car vous ne pourriez plus continuer.
Donner la distance du noeud formé (ancêtre) - au taxon/ancêtre le plus proche du groupe :
- au taxon/ancêtre le plus proche du groupe :
Vous avez fait une erreur : regardez sur le dessin les bonnes réponses.
Calculer les distances du groupe formé aux autres taxons ou groupes de taxons.
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Description: collection d'exercices permettant de se familiariser avec l'analyse et la construction d'un arbre phylogénétique. interactive exercises, online calculators and plotters, mathematical recreation and games
Keywords: interactive mathematics, interactive math, server side interactivity, biology,evolution, phylogenetics,maximum_parsimony,distance_method