ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง UPGMA และต้นไม้ที่เข้าร่วมเพื่อนบ้านคือประเภทของต้นไม้สายวิวัฒนาการที่เกิดจากแต่ละวิธี UPGMA เป็นเทคนิคในการสร้างต้นไม้สายวิวัฒนาการที่หยั่งรากแล้ว ในขณะที่เพื่อนบ้านที่เข้าร่วมต้นไม้เป็นเทคนิคในการสร้างต้นไม้สายวิวัฒนาการที่ยังไม่ได้ทำการรูท
ต้นไม้สายวิวัฒนาการเป็นแผนภาพคล้ายต้นไม้ที่แสดงความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการระหว่างสิ่งมีชีวิต ต้นไม้สายวิวัฒนาการสามารถมีโทโพโลยีที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับเทคนิคที่ใช้ในการสร้างต้นไม้ UPGMA และต้นไม้ที่เข้าร่วมเพื่อนบ้านเป็นสองวิธีหลักในการสร้างต้นไม้สายวิวัฒนาการ
UPGMA คืออะไร
ในชีวสารสนเทศ มีเทคนิคการจัดกลุ่มที่แตกต่างกัน UPGMA ย่อมาจาก Unweighted Pair Group Method และ Arithmetic Mean เป็นวิธีการจัดกลุ่มแบบลำดับชั้น วิธีนี้ได้รับการแนะนำโดย Sokal และ Michener เป็นเทคนิคที่เร็วที่สุดในการพัฒนาต้นไม้สายวิวัฒนาการ ต้นไม้สายวิวัฒนาการที่ได้คือต้นไม้สายวิวัฒนาการที่หยั่งรากแล้วซึ่งมีบรรพบุรุษร่วมกัน
เมื่อวาดต้นไม้สายวิวัฒนาการโดยใช้วิธี UPGMA จะถือว่าอัตราการวิวัฒนาการเหมือนกันสำหรับทุกเชื้อสาย ดังนั้น นี่เป็นข้อสันนิษฐานที่สำคัญในเทคนิค UPGMA อย่างไรก็ตาม นี่เป็นข้อเสียเปรียบหลักของเทคนิคนี้ เนื่องจากอัตราการกลายพันธุ์ไม่ได้รับการพิจารณาในระหว่างการก่อสร้างต้นไม้ แต่จะถือว่าอัตราการกลายพันธุ์เป็นค่าคงที่ นอกจากนี้ สมมติฐานนี้เรียกว่า "สมมติฐานนาฬิกาโมเลกุล" ดังนั้นในบริบทจริง ต้นไม้สายวิวัฒนาการที่สร้างจากวิธี UPGMA อาจไม่ถูกต้องและเชื่อถือได้
รูปที่ 01: ต้นไม้สายวิวัฒนาการที่วาดจาก UPGMA
วิธี UPGMA พิจารณาระยะทางคู่เพื่อสร้างต้นไม้สายวิวัฒนาการ ในขั้นต้น แต่ละสปีชีส์เป็นกระจุก และกระจุกดังกล่าวสองกระจุกที่มีระยะวิวัฒนาการที่เล็กที่สุดรวมกันเป็นคู่ ดังนั้นจึงขึ้นอยู่กับเมทริกซ์ระยะทาง นิพจน์อัลกอริทึมมีบทบาทสำคัญในการตีความข้อมูลของแผนผังสายวิวัฒนาการที่วาดโดยใช้วิธี UPGMA
Neighbor Joining Tree คืออะไร
Neighbor Joining Tree เป็นอีกหนึ่งเทคนิคการจัดกลุ่มที่ใช้ในการผลิตต้นไม้สายวิวัฒนาการ Naruya Saitou และ Masatoshi Nei เป็นผู้บุกเบิกในการแนะนำวิธีการนี้ เทคนิคนี้สร้างต้นไม้ที่ยังไม่ได้ทำการรูท ซึ่งแตกต่างจาก UPGMA นอกจากนี้ การจัดกลุ่มในวิธีนี้ไม่ได้อาศัยระยะทางแบบอุลตร้าเมตริก อย่างไรก็ตาม จะพิจารณาความผันแปรของอัตราการวิวัฒนาการเมื่อสร้างต้นไม้สายวิวัฒนาการดังนั้นจึงมีความแตกต่างกันของต้นไม้ที่วาดโดยใช้เทคนิคนี้ ดังนั้น วิธีนี้จึงใช้อัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์พิเศษเพื่อประเมินรูปแบบเหล่านั้น
รูปที่ 02: ต้นไม้สายวิวัฒนาการที่วาดจากวิธีเข้าร่วมเพื่อนบ้าน
เมื่อสร้างต้นไม้ วิธีนี้จะพิจารณาระยะห่างระหว่างแต่ละสายพันธ์แยกกัน แต่ละเชื้อสายจะเข้าร่วมโหนดที่สร้างขึ้นใหม่ในต้นไม้ โหนดทั้งหมดเหล่านี้เข้าร่วมโหนดกลาง ดังนั้นเมื่อโหนดใหม่ปรากฏขึ้น ระยะห่างจากโหนดกลางไปยังโหนดใหม่จึงมีความสำคัญและคำนวณโดยใช้อัลกอริทึม ข้อมูลอัลกอริทึมเหล่านี้จะกำหนดตำแหน่งของโหนดใหม่
อะไรคือความคล้ายคลึงกันระหว่าง UPGMA และต้นไม้ที่เข้าร่วมต้นไม้
- ทั้งสองวิธีใช้เทคนิคการจัดกลุ่มเมื่อสร้างต้นไม้สายวิวัฒนาการ
- ยิ่งไปกว่านั้น ทั้งสองวิธีต้องใช้อัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์เพื่อตีความแผนผังสายวิวัฒนาการ
- ข้อมูลลำดับดีเอ็นเอมีบทบาทสำคัญในทั้งสองวิธี
- ทั้งสองวิธีส่งผลให้เกิดการรวมกลุ่มจากล่างขึ้นบน
- นอกจากนี้ การวิเคราะห์ชุดข้อมูลขนาดใหญ่ยังทำได้โดยใช้ทั้งสองเทคนิค
- การวิเคราะห์ข้อมูลทางสถิติสามารถใช้ได้กับต้นไม้ทั้งสองชนิดโดยใช้วิธีบูตสแตรป
- ทั้งสองมีบทบาทสำคัญในการจำแนกและจำแนกสิ่งมีชีวิต
- นอกจากนี้ ทั้งสองวิธียังให้ข้อมูลเกี่ยวกับความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต
ความแตกต่างระหว่าง UPGMA และต้นไม้ที่เข้าร่วมเพื่อนบ้านคืออะไร
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง UPGMA และต้นไม้ที่เข้าร่วมเพื่อนบ้านขึ้นอยู่กับประเภทของต้นไม้ที่สร้างขึ้น ดังนั้น UPGMA จะสร้างต้นไม้ที่รูตแล้ว ในขณะที่ต้นไม้ข้างเคียงสร้างต้นไม้ที่ไม่มีการรูท นอกจากนี้ UPGMA ยังเป็นวิธีที่น่าเชื่อถือน้อยกว่าในขณะที่ Neighbor join tree เป็นวิธีที่น่าเชื่อถือกว่า UPGMAนี่เป็นข้อแตกต่างระหว่าง UPGMA กับเพื่อนบ้านที่เข้าร่วมต้นไม้
อินโฟกราฟิกด้านล่างสรุปความแตกต่างระหว่าง UPGMA และต้นไม้ที่เข้าร่วมเพื่อนบ้าน
สรุป – UPGMA เทียบกับต้นไม้เข้าร่วมเพื่อนบ้าน
UPGMA และวิธีปลูกต้นไม้แบบเพื่อนบ้านเป็นสองเทคนิคที่สำคัญระหว่างการสร้างต้นไม้สายวิวัฒนาการ แม้ว่าวิธี UPGMA จะไม่พิจารณาอัตราการวิวัฒนาการ แต่วิธีการเข้าร่วมเพื่อนบ้านจะพิจารณาระหว่างการสร้างต้นไม้ ดังนั้นความซับซ้อนและความน่าเชื่อถือของต้นไม้สายวิวัฒนาการที่เกิดจากวิธีต้นไม้นิวเจอร์ซีจึงสูง อย่างไรก็ตาม มันไม่เร็วเท่ากับวิธี UPGMA นอกจากนี้ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง UPGMA และต้นไม้ที่เชื่อมติดกันนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของต้นไม้ที่เกิดจากแต่ละเทคนิคUPGMA ส่งผลให้ต้นไม้สายวิวัฒนาการที่รูตแล้ว ในขณะที่วิธีการเข้าร่วมต้นไม้ของเพื่อนบ้านส่งผลให้เกิดต้นไม้สายวิวัฒนาการที่ยังไม่ได้ทำการรูท
