Journal Article Signal, Noise, and Reliability in Molecular Phylogenetic Analyses Get access D. M. Hillis, D. M. Hillis Department of Zoology, University of Texas at AustinAustin, TX 78712 Address reprint requests to Dr. Hillis at the address above. Search for other works by this author on: Oxford Academic PubMed Google Scholar J. P. Huelsenbeck J. P. Huelsenbeck Department of Zoology, University of Texas at AustinAustin, TX 78712 Search for other works by this author on: Oxford Academic PubMed Google Scholar Journal of Heredity, Volume 83, Issue 3, June 1992, Pages 189–195, https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.jhered.a111190 Published: 01 June 1992

Success of Phylogenetic Methods in the Four-Taxon Case John P. Huelsenbeck, John P. Huelsenbeck Department of Zoology, University of TexasAustin, Texas 78712, USA Search for other works by this author on: Oxford Academic PubMed Google Scholar David M. Hillis David M. Hillis Department of Zoology, University of TexasAustin, Texas 78712, USA Search for other works by this author on: Oxford Academic PubMed Google Scholar Systematic Biology, Volume 42, Issue 3, September 1993, Pages 247–264, https://doi.org/10.1093/sysbio/42.3.247 Published: 01 September 1993 Article history Received: 23 October 1992 Accepted: 02 March 1993 Published: 01 September 1993

Species distribution models (SDMs) are numerical tools that combine observations of species occurrence or abundance with environmental estimates. They are used to gain ecological and evolutionary insights and to predict distributions across landscapes, ...Read More

The suspension-feeding metazoan subkingdom Lophophorata exhibits characteristics of both deuterostomes and protostomes. Because the morphology and embryology of lophophorates are phylogenetically ambiguous, their origin is a major unsolved problem of metazoan phylogenetics. The complete 18 S ribosomal DNA sequences of all three lophophorate phyla were obtained and analyzed to clarify the phylogenetic relationships of this subkingdom. Sequence analyses show that lophophorates are protostomes closely related to mollusks and annelids. This conclusion deviates from the commonly held view of deuterostome affinity.

Appropriate and extensive taxon sampling is one of the most important determinants of accurate phylogenetic estimation. In addition, accuracy of inferences about evolutionary processes obtained from phyloge- netic analyses is improved significantly by thorough taxon sampling efforts. Many recent efforts to improve phylogenetic estimates have focused instead on increasing sequence length or the number of overall characters in the analysis, and this often does have a beneficial effect on the accuracy of phylogenetic analyses. However, phylogenetic analyses of few taxa (but each represented by many characters) can be subject to strong systematic biases, which in turn produce high measures of repeatability (such as bootstrap proportions) in support of incor- rect or misleading phylogenetic results. Thus, it is important for phylogeneticists to consider both the sampling of taxa, as well as the sampling of characters, in designing phylogenetic studies. Taxon sampling also improves estimates of evolutionary parameters derived from phylogenetic trees, and is thus important for improved applica- tions of phylogenetic analyses. Analysis of sensitivity to taxon inclusion, the possible effects of long-branch attraction, and sensitivity of parameter estimation for model-based methods should be a part of any careful and thorough phylogenetic analysis. Furthermore, recent improvements in phylogenetic algorithms and in computa- tional power have removed many constraints on analyzing large, thoroughly sampled data sets. Thorough taxon sampling is thus one of the most practical ways to improve the accuracy of phylogenetic estimates, as well as the accuracy of biological inferences that are based on these phylogenetic trees.

Abstract Replicate lineages of the bacteriophage ϕX 174 adapted to growth at high temperature on either of two hosts exhibited high rates of identical, independent substitutions. Typically, a dozen or more substitutions accumulated in the 5.4-kilobase genome during propagation. Across the entire data set of nine lineages, 119 independent substitutions occurred at 68 nucleotide sites. Over half of these substitutions, accounting for one third of the sites, were identical with substitutions in other lineages. Some convergent substitutions were specific to the host used for phage propagation, but others occurred across both hosts. Continued adaptation of an evolved phage at high temperature, but on the other host, led to additional changes that included reversions of previous substitutions. Phylogenetic reconstruction using the complete genome sequence not only failed to recover the correct evolutionary history because of these convergent changes, but the true history was rejected as being a significantly inferior fit to the data. Replicate lineages subjected to similar environmental challenges showed similar rates of substitution and similar rates of fitness improvement across corresponding times of adaptation. Substitution rates and fitness improvements were higher during the initial period of adaptation than during a later period, except when the host was changed.

Concerted evolution is the production and maintenance of homogeneity within repeated families of DNA. Two mechanisms—unequal crossing over and biased gene conversion—have been the principal explanations of concerted evolution. Concerted evolution of ribosomal DNA (rDNA) arrays is thought to be largely the result of unequal crossing over. However, concerted evolution of rDNA in parthenogenetic lizards of hybrid origin is strongly biased toward one of two parental sequences, which is consistent with biased gene conversion as the operative mechanism. The apparent gene conversions are independent of initial genome dosage and result in homogenization of rDNA arrays across all nucleolar organizer regions.

Abstract In most animals, mitochondrial DNA is strictly maternally inherited and non-recombining. One exception to these assumptions is called doubly uniparental inheritance (DUI): a phenomenon involving the independent transmission of female and male mitochondrial genomes. DUI is known only from the molluscan class Bivalvia. The phylogenetic distribution of male mitochondrial DNA in bivalves is consistent with several evolutionary scenarios, including multiple independent gains, losses, and varying degrees of recombination with female mitochondrial DNA. In this study, we use phylogenetic methods to test male mitochondrial DNA origination hypotheses and infer the prevalence of mitochondrial recombination in bivalves with DUI. Phylogenetic modeling using site concordance factors supported a single origin of male mitochondrial DNA in bivalves coupled with recombination acting over long evolutionary timescales. Ongoing mitochondrial recombination is present in Mytilida and Venerida, which results in a pattern of concerted evolution of female and male mitochondrial DNA. Mitochondrial recombination could be favored to offset the deleterious effects of asexual inheritance and maintain mitonuclear compatibility across tissues. Cardiida and Unionida have gone without recent recombination, possibly due to an extension of the COX2 gene in male mitochondrial DNA. The loss of recombination may be neutral but could be connected to the role of M mtDNA in sex determination or sexual development. Our results support recombination events in DUI species may occur throughout their genomes. Future investigations may reveal more complex patterns of inheritance of recombinants, which could explain the retention of signal for a single origination of male mitochondrial DNA in protein coding genes.

Sexually selected traits can be expected to increase in importance when the period of sexual behavior is constrained, such as in seasonally restricted breeders. Anolis lizard male dewlaps are classic examples of multifaceted signaling traits, with demonstrated reproductive function reflected in courtship behavior. Fitch and Hillis found a correlation between dewlap size and seasonality in mainland Anolis using traditional statistical methods. Here, we present two tests of the Fitch-Hillis Hypothesis using new phylogenetic and morphological data sets for 44 species of Mexican Anolis. A significant relationship between dewlap size and seasonality is evident in phylogenetically uncorrected analyses but erodes once phylogeny is accounted for. This loss of statistical support for a relationship between a key aspect of dewlap morphology and seasonality also occurs within a species complex (A. sericeus group) that inhabits seasonal and aseasonal environments. Our results fail to support seasonality as a strong driver of evolution of Anolis dewlap size. We discuss the implications of our results and the difficulty of disentangling the strength of single mechanisms on trait evolution when multiple selection pressures are likely at play.