親緣關係樹（Phylogenetic Tree）

親緣關係樹（Phylogenetic Tree）
台北市忠孝國民中學自然領域張馨文實習老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

生物學家對於了解古今生物間的關係一直都保持高度興趣，而博物學家達爾文所提出的演化論是目前較為大多數人所接受的理論。目前生物的五界中原核生物界往原生生物界、真菌生物界、植物界、動物界，顯示生物在這個過程中，是由簡單往複雜的結構以持續且極緩慢的速度進行著。達爾文的天擇說理論內容提到，首先生物個體之間存在著性狀差異，當物種過度繁殖時，為了生存及延續後代，生物間必須競爭食物、生活空間及繁殖機會，而競爭的結果，只有能適應環境的個體才能生存下來，不能適應環境的個體就會遭到淘汰。

所以很多人都以為留存下來的後代都是「適者」，但目前的現代演化理論已經修正為後代也可能只是「幸運者 」。

祖先能將部分性狀透過遺傳保存下一代，其中基因突變或是有性生殖造成遺傳性狀改變、增多或是分歧，能提供子代適應環境的更多方式，其遺傳下來的演化證據可以來自分析生物化石的形態變化，或是比較現有生物種的形態、胚胎發育、同源器官和殘跡器官等異同，或是被視為分子時鐘 (molecule clock)的物種之蛋白質或核酸以探討系統發生（phylogelly）。

我們可取各物種核醣體中rRNA(一種核酸)或是粒線體中的細胞色素(一種蛋白質)等作親緣分析，因基因序列具有較高的突變率(mutation rates)造成不同種屬之間有差異，利用親緣關係樹（phylogenetic tree）或稱演化樹（evolutionary tree）表示物種間演化的親疏關係，同時也可提供不同物種最小共同祖先的預測方向。

以下圖為例，此等距演化樹(ultrametric tree)中，$$s_1$$、$$s_2$$、$$s_3$$、$$s_4$$ 表示演化至今的四個物種，剩餘的內部節點則為這些物種的祖先，而根節點至每一個物種的相同距離代表物種有著相同的演化速度，而各個物種的距離代表不同物種間的演化距離。

而將上圖轉化成距離矩陣，左側及上側代表各物種，而格內的實數代表兩兩物種之間的演化距離，當這兩個物種的演化差異程度越大時，則可以得到越大的數據。

距離矩陣 D