作者： Tandy
Warnow
出版社：Cambridge University Press
索书号：Q1132/W285/2018/Y
ISBN：9781107184718
藏书地点：武大外教中心
生命起源是当代最大的科学疑谜之一，也是历来人类普遍关注的一个焦点。在地球上最早的生物出现之前，有机物经历了漫长而复杂的化学进化过程，称为生命的化学进化。地球上生命的化学进化与非生物部分的早期演化过程是密切地相互关联、相互作用并相互制约的。
生物的化学进化过程主要是指从地球形成初期直到原始细胞出现，一系列非常复杂的有机化学反应过程。这个生命起源过程与当时的全球环境变化密切相关。地球上开始出现最早的细胞生命，即不但具有与外界分隔的生物膜，同时又有内部膜分隔的、有形态学特征的生命活动基本单位，标志着生命的化学进化的完成和生物学进化的开始。
法国学者拉马克( Lamark)于1809年出版了《动物哲学》一书，详细阐述了他的生物进化思想。他认为，自然界的各种生物都具有变异的特性，主张生物由进化而来，生物的进化是一个连续而缓慢的过程。其观点大体包括以下3部分：
(1)环境对生物具有影响作用。环境的改变能引起生物的变异，环境的多样性是生物多样性的主要原因。
(2)用进废退和获得性遗传。即经常使用的器官会变得越来越发达，不经常使用的器官就会退化或消失。这种性状的变化是可以遗传的，这种可遗传的变异积累到一定程度就会引起生物性状较大的改变。
(3)生物按等级向上发展。即进化有一定的方向，由简单到复杂、由低等到高等逐渐发展。
这一学说的提出使得进化思想得以系统化，唤起了人们对生物界乃至整个自然的重新认识。但是由于当时科学发展的局限性，使得其学说中的许多内容仅限于假说和推理，同时他的学说错误地估计了动物的意志和欲望在进化中的作用。
19世纪中期，英国博物学家达尔文( Darwin)出版了科学巨著《物种起源》一书，提出以自然选择为基础的进化学说。这宣布了科学的生物进化理论的形成，成为现代生物进化研究的主要理论源泉。该学说指出生物进化的主导力量是自然选择，生物进化是遗传、变异和选择三者综合作用的结果。其主要观点为：
(1)生物是进化的，各种生物都有一个共同的祖先。
(2)生物进化是一个连续的过程，即种系发生是一个线性的渐变过程。
(3)生物进化的动力源于自然选择，即适者生存，不适者被淘汰。
在生存竞争中，具有有利变异的个体能有机会保存自己和繁殖后代，具有不利变异的个体在生存竞争中就会被淘汰。达尔文对生物进化做出了很具说服力的科学论证。但由于当时科学发展水平的局限，其学说也有某些错误观点或缺陷：如过分强调生存斗争，并认为它是繁殖过剩引起的；其强调的许多表型变异是不能遗传的；其探讨的生物进化仅限于个体水平等。
3)新达尔文主义
该学说的主要代表人物是19世纪末的遗传学家孟德尔( Mendel)、魏斯曼(Weis-mann)、德弗里斯(De Vries)以及20世纪初的约翰森(Johnson)和摩尔根(Morgan)等。其主要工作是通过对遗传物质的基本单位——基因的研究，揭示遗传变异的机制，用种质、突变、基因的不同组合和自然选择的长期作用来解释生物进化现象，从而弥补了达尔文主义的主要缺陷，并由此将生物进化研究带入了现代科学的行列。然而，该学说的研究也还限于生物个体水平，对环境选择在进化中的作用还不够重视。
现代进化的研究通过将进化生物学与分子生物学相结合，从生物大分子的信息推断生物进化的历史，即“重塑”系统发生（谱系）关系，是分子系统学的任务。假如生物大分子进化速率相对恒定，那么大分子进化改变的量只与大分子进化所经历时间呈正相关。假定这些大分子的结构顺序已知，如果我们将不同种类生物的同源大分子一级结构作比较，其差异量（氨基酸或核苷酸替换差异数）仅与所比较生物由共同祖先分异以后所经历的独立进化时间呈正比。在研究生物进化和系统分类中，常用一种类似树状分支的图形来概括各种（类）生物之间的亲缘关系，这种树状分支的图形称为系统发育树( phylogenetic tree)。用差异量来确定所比较的生物种类在进化的地位，并由此建立系统树。通过比较生物大分子序列差异数值构建的系统树称为分子系统树( molecular phylo-genetic tree)。
系统树由结点( node)和进化分支(branch)组成，每一结点表示一个分类学单元（属、种群、个体等），进化分支定义了分类单元之间的关系，一个分支只能连接两个相邻的结点。进化树分支用进化关系图形表示，称为进化的拓扑结构，分支长度表示该分支进化过程中变化的程度（遗传距离），其中，标有分支长度的进化分支称为标度支( scaled branch)，它可以用来表示真实的进化距离；而有的进化分支没有分支长度的标注，则其长度不表示变化的程度。距离标尺表示的是生物体或序列之间差异的数字尺度，外群则表示与分析序列相关的且具有较远亲缘关系的生物序列。
系统树分为有根树( rooted)和无根树(unrooted)两类，根是所有分类的共同祖先。有根树是具有方向的树，包含唯一的节点，反映了树上物种或基因的时间顺序；而无根树是没有方向的，只反映分类单元之间的距离而不能确认共同祖先或进化途径。
用于构建系统树的数据有两种类型：一种是特征数据( character data)，它提供了基因、个体、群体或物种的信息；二是距离数据( distance data)或相似性数据(similarity data)，它涉及的是成对基因、个体、群体或物种的信息。距离数据可由特征数据计算获得，但反过来则不行。这些数据可以以矩阵的形式表达，距离矩阵( distance matrix)是在计算得到的距离数据基础上获得的，距离的计算总体上是要依据一定的遗传模型，并能够表示出两个分类单位间的变化量。
可见，建立分子系统树的理论前提是生物大分子进化速率相对恒定。分子系统发生树为研究者提供了一种分子序列进化历史的可视化手段。从任何分子系统树都能得到两类关键的信息：树的拓扑学性质和分支长度。在深入理解分子进化树之前，我们先介绍一些基本概念。
《计算系统发生学》一书于2018年由Cambridge University Press出版社出版，作者是Tandy Warnow。
本书作为研究进化生物学与分类学的专业书籍，内容专业详实，语言浅显易懂，除此之外还有以下特点：
1、本书全面介绍了研究系统发生树的方法，并结合具体实例的应用，使读者能够更加全面的掌握如何应用系统发生树研究进化。
2、索引文献丰富，证明了这本书的知识性，真实性。而且，这些索引文献绝大部分都是最新研究，让读者全面掌握该领域的前沿进展。
3、在本书的最后，将出现的专业词汇都罗列出来，并予以注解，大大方便了大家在阅读过程中对进化生物学专业术语的认知。
4、书中图片生动形象，语言浅显易懂。语言介绍的同时，附上可以说明问题的图片，本来复杂枯燥的进化生物学学知识变得简单易懂，增加了本书的趣味性，对于初学者有很大的帮助。
本书目录
第一章：基本技术
2. 树
3. 从真树中构发育树
4. 从定性特征构建树
5. 基于距离的树评估方法
6. 一致树和协议树
7. 超级树
第二章：分子发育树
8. 统计基因树估计方法
9. 多序列比对
10. 系统基因组学：从多位点数据构建物种系统发育
11. 大规模系统发育估计的设计方法
朱旺 武汉大学生命科学学院 硕士研究生