系統發育，又稱系統發展，是指某一類群的形成和發展過程。這一概念涵蓋了大至植物界的整體演化，小至特定類群的發展史。系統發育學的研究對象是進化關系，通過對進化關系的推斷或評估，構建出反映同一譜系演化的分支圖，即進化樹。
建樹方法
系統發育的建樹方法通常基于一個預先設定的進化模型。然而，由于物種間的雜交及遺傳物質交換等因素，這一假設有時會被推翻。在這種情況下，多數系統發育方法可能會得出錯誤的結果。此外，系統發育方法中的一些固有模型可能導致額外的假設，如序列的準確性、同源性和比對位點的同源性等。
計算機多重比對
計算機多重比對在系統發育分析中扮演著重要角色。盡管有人主張完全依靠計算機程序進行比對，但也有人強調手工比對的重要性，因為目前的比對算法和程序尚未能充分滿足系統發育分析的需求。
發育標準
許多計算機多重比對程序根據明確的系統發育標準進行比對。然而，也有一些程序如SAM和MACAW，在進行多重比對時不引入明確的標準，而是模擬系統發育過程的操作參數。
比對參數
在比對過程中，如何處理可變長度的序列區域及其indel狀態的位點非常重要，這取決于進化模型的所有要素。比對參數應隨進化分叉動態變化，以確保堿基錯配率適應序列分化需求。
數學優化
一些比對程序如MACAW和SAM根據統計模型進行優化。然而，這些統計與系統發育模型的關系尚不清楚。此外，空位特征符的附加和計分方法也可能影響比對結果。
取代模型
取代模型對比對和建樹都有重要影響。對于核酸數據，有兩個要素可通過計算機評估，但對于氨基酸和密碼子數據，目前尚無評估方案。取代模型的多樣性需要遞歸方法進行評估。
堿基取代
堿基取代模式對系統發育分析至關重要。堿基之間的相對取代速率通常以方陣形式表示。這些代價值可用于比對和建樹的計分。然而，傳統模型無法容納非靜態環境下的堿基頻率變化。
速率差異
位點之間的速率差異對建立進化樹的結果有深遠影響。非參數化模型、不變式模型和gamma分布模型均用于評估位點差異的取代速率。
參考資料 >
系統發育分析簡介.知乎專欄.2024-10-20
系統發展.知乎專欄.2024-10-20
多重比對.維普資訊.2024-10-20