Page 1
UNIVERSITY OF OSLO
Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Exam in BIO4210/9210 (Phylogeny and Classification)
Day of exam: 26. September 2014
Exam hours: 10-13
This examination paper consists of 4 page(s).
Make sure that your copy of this examination paper is complete before answering.
Be aware that the examination paper consists of four questions, each of which is given
both in English and in Norwegian (Bokmål).
Vær oppmerksom på at eksamenssettet består av fire spørsmål og at hvert av disse er
skrevet både på engelsk og bokmål.
QUESTION 1
A. Schematically show how an exhaustive search of five taxa (label them A, B, C, D, and E)
proceeds.
B. Shortly describe the branch-and-bound algorithm, and explain how it can speed up a search
while still ensuring that the shortest possible tree will be found.
C. Why are random addition sequences used in conjunction with heuristic searches?
D. Using maximum parsimony, calculate the length of the two trees shown below, given the
alignment. Treat all character-state transformations as equally likely and reversible. Which of
the trees is favored (better) with parsimony as the optimality criterion?
Alpha
Beta
Gamma
Delta
Epsilon
Zeta
ATGGC
ATGTC
ATGTC
ATGGC
ATGGC
ATGGC
GGGAA
AAGAA
AAGAA
GGGGC
GGGGC
TGGGA
AAAGT
ACTCA
ACTCA
GAGAT
GAGGT
ACGGA
SPØRSMÅL 1
A. Skjematisk vis hvordan et ‘exhaustive’ søk av fem taksa (kall dem A, B, C, D og E)
foregår.
B. Beskriv kort ‘branch-and-bound’-algoritmen, og forklar hvordan den kan øke
søkehastigheten mens den fortsatt sikrer at den kortest mulige tre blir funnet.
C. Hvorfor brukes ‘random addition sequences’ ofte i forbindelse med heuristiske søk?
D. Bruk maximum parsimoni til å beregne lengden til de to trærne nedenfor, gitt alignmentet.
Behandle alle transformasjoner mellom karaktertilstander som like sannsynlige og reversible.
Hvilket av trærne vil bli valgt som det beste med parsimoni som optimalitetskriterium?
Alpha
Beta
Gamma
Delta
Epsilon
Zeta
ATGGC
ATGTC
ATGTC
ATGGC
ATGGC
ATGGC
GGGAA
AAGAA
AAGAA
GGGGC
GGGGC
TGGGA
AAAGT
ACTCA
ACTCA
GAGAT
GAGGT
ACGGA
QUESTION 2
A. In maximum likelihood (ML) analyses, it is common to define three components which are
all necessary to carry out a phylogenetic analysis. Which three components?
B. Which criterion/criteria are used to rank the different tree topologies in a ML analysis?
C. How would you evaluate the robustness and consistency of the tree topology that you have
obtained from a ML analysis?
D. Which changes of DNA are important to consider when you decide on parameters of
evolution models used in ML analyses? (Describe some typical components of evolution
models which are often implemented in ML analyses).
SPØRSMÅL 2
A. I maximum likelihood (ML) analyser er det vanlig å definere tre komponenter som alle er
nødvendige for å gjennomføre en fylogenetisk analyse. Hvilke er disse tre komponentene?
B. Hvilke kriterie(r) brukes for å rangere ulike tre-topologier i en ML-analyse?
C. Hvordan vil du evaluere robusthet og konsistens til tre-topologien du har fått ved hjelp av
ML-analyse?
D. Hvilke endringer av DNA er viktig å ta hensyn til når du bestemmer deg for parametere i
evolusjonsmodeller for ML-analyser? (Beskriv noen typiske komponenter i
evolusjonsmodeller som ofte implementeres i ML-analyser).
QUESTION 3
A. Why might a tree not always be the best way of representing the evolutionary history of a
group of organisms?
B. Current network analyses can be divided into two main types: splits network and reticulate
network. Explain shortly the difference between the two and when it could be appropriate to
apply one or the other type of network analysis.
SPØRSMÅL 3
A. Hvorfor er et tre ikke alltid den beste måten å representere det evolusjonære slektskapet til
en gruppe organismer?
B. Dagens nettverk-analyser deles inn i to hovedtyper: splits-nettverk og retikulerte nettverk.
Forklar kort forskjellen mellom de to og når det er hensiktsmessig å bruke den ene eller den
andre type nettverks-analyse.
QUESTION 4
Linné described Liverleaf (No: blåveis) as Anemone hepatica L. in 1753.
Schreber described Hepatica nobilis Schreb. in 1771.
Chaix described Hepatica triloba Chaix in 1785.
Today the three names are regarded as belonging in the same species.
A. What is the correct name, and what are the synonyms?
B. In most floras of today the Liverleaf is, however, regarded as belonging to a different genus
from the Anemones (Anemone), namely Hepatica (the Liverleaf genus). What will then be the
correct name of the plant? What would the correct name have been if the organism had been
an animal?
C. In Flora Nordica, it is written that specimen 710.1 in the Linnean herbarium is regarded as
a lectotype for the species. What is meant by lectotype?
SPØRSMÅL 4
Linné beskrev blåveis som Anemone hepatica L. i 1753.
Schreber beskrev Hepatica nobilis Schreb. i 1771.
Chaix beskrev Hepatica triloba Chaix i 1785.
Vi regner i dag at alle tre navn representerer samme art.
A. Hva er det korrekte navnet, og hva er synonymene?
B. I de fleste floraer i dag plasseres blåveis imidlertid i en egen slekt forskjellig fra hvitveisslekten (Anemone), nemlig Hepatica (blåveis-slekten). Hva er da det korrekte navnet for
planten? Hva ville det korrekte navnet ha vært om organsimen hadde vært et dyr?
C. I Flora Nordica står det at specimen 710.1 i Linnean Herbarium er lectotype for arten. Hva
betyr lectotype?