Which Phylogenetic Networks are Level-k Networks with Additional Arcs? Structure and Algorithms
Takatora Suzuki and Momoko Hayamizu
辩证进化产生了复杂的系统发育网络,使他们的解释具有挑战性。 一个典型的方法是在这样的网络中提取树木。 自弗朗西斯和钢铁的开创性论文以来,“哪些物理发育网络是只有额外的弧度?” (2015),基于树木的系统发育网络及其支持树(与给定网络具有相同的根和叶的树)已经进行了广泛的研究。 然而,并非所有的系统发育网络都是基于树木的,对于重新调节进化的研究,识别支持网络而不是树木通常更具生物学相关性。 这项研究概括了Hayamizu对根植二叉系统发育网络的结构定理,该定理为支撑树的各种计算问题提供了最佳算法,以扩展支持树的理论框架以支持网络。 这使我们能够获得三个集合中的每个直接产品特征:所有,最小和最小支持网络,对于给定网络。 每个表征都会产生用于计数和生成每种类型的支持网络的最佳算法。 应用程序包括用于查找具有最少重调(即最小层)的支持网络的线性时间算法。 我们还提供精确和指导性的算法,用于寻找具有最低水平的支持网络,既在指数时间运行,但在相当广泛的重调数字中实用。
Reticulate evolution gives rise to complex phylogenetic networks, making their interpretation challenging. A typical approach is to extract trees within such networks. Since Francis and Steel's seminal paper, "Which Phylogenetic Networks are Merely Trees with Additional Arcs?" (2015), tree-based phylogenetic networks and their support trees (spanning trees with the same root and leaf set as a given network) have been extensively studied. However, not all phylogenetic networks are tree-based, and...