Evaluating the Performance of Probabilistic Algorithms for Phylogenetic Analysis of Big Morphological Datasets: A Simulation Study
Notice bibliographique
Résumé
Reconstructing the tree of life is an essential task in evolutionary biology. It demands accurate phylogenetic inference for both extant and extinct organisms, the latter being almost entirely dependent on morphological data. While parsimony methods have traditionally dominated the field of morphological phylogenetics, a rapidly growing number of studies are now employing probabilistic methods (maximum likelihood and Bayesian inference). The present-day toolkit of probabilistic methods offers varied software with distinct algorithms and assumptions for reaching global optimality. However, benchmark performance assessments of different software packages for the analyses of morphological data, particularly in the era of big data, are still lacking. Here, we test the performance of four major probabilistic software under variable taxonomic sampling and missing data conditions: the Bayesian inference-based programs MrBayes and RevBayes, and the maximum likelihood-based IQ-TREE and RAxML. We evaluated software performance by calculating the distance between inferred and true trees using a variety of metrics, including Robinson-Foulds (RF), Matching Splits (MS), and Kuhner-Felsenstein (KF) distances. Our results show that increased taxonomic sampling improves accuracy, precision, and resolution of reconstructed topologies across all tested probabilistic software applications and all levels of missing data. Under the RF metric, Bayesian inference applications were the most consistent, accurate, and robust to variation in taxonomic sampling in all tested conditions, especially at high levels of missing data, with little difference in performance between the two tested programs. The MS metric favored more resolved topologies that were generally produced by IQ-TREE. Adding more taxa dramatically reduced performance disparities between programs. Importantly, our results suggest that the RF metric penalizes incorrectly resolved nodes (false positives) more severely than the MS metric, which instead tends to penalize polytomies. If false positives are to be avoided in systematics, Bayesian inference should be preferred over maximum likelihood for the analysis of morphological data.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,016 | 0,055 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».