{"title":"Circular orders of tree metrics, and their uses for the reconstruction and fitting of phylogenetic trees","authors":"V. Makarenkov, B. Leclerc","doi":"10.1090/dimacs/037/11","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"The circular orders associated with the planar drawings of an X-tree (or phylogenetic tree) have been studied by several authors. They allow an encoding of an Xtree by 2n-3 numbers (where n is the number of elements of X), the lengths of some paths between leaves of the tree. It is shown here that circular orders are the same as those obtained from the table of a tree metric by a construction due to Yushmanov [28]. It is also observed that this construction applies to any dissimilarity, tree metric or not. Several fast algorithms (of complexity O(n2)) are derived from these results: for the determination of a Yushmanov order; for the reconstruction of the valued X-tree represention of a tree metric; for the recognition of a tree metric; and for the fitting of a tree metric to a given dissimilarity; the fitting method is based on successive local least squares approximations. Tested on various experimental and real data, it gives satisfactory results. RESUME. Plusieurs auteurs ont etudie les ordres circulaires associes aux representations planaires des X-arbres (ou arbres phylogenetiques), en particulier pour le codage d'un Xarbre value par 2n-3 longueurs de chemins d'une feuille a une autre (n etant le nombre d'elements de X). On montre dans cet article que ces ordres circulaires sont les memes que ceux obtenus a partir de la table d'une distance d'arbre par une construction due a Yushmanov [28]. De plus, cette construction s'applique a toute dissimilarite, distance d'arbre ou non. Ces resultats permettent d'obtenir plusieurs algorithmes rapides (de complexite O(n2)) : pour la determination d'un ordre de Yushmanov ; pour la reconstruction du X-arbre value representant une distance d'arbre ; pour la reconnaissance d'une distance d'arbre ; et pour l'ajustement d'une distance d'arbre a une dissimilarite d donnee. Ce dernier comporte des approximations locales successives par les moindres carres. Il conduit a une procedure d'ajustement qui donne des resultats interessants sur les exemples sur lesquels elle a ete testee. _______________ This research was partly supported by Esprit LTR Project n° 20244-ALCOM-IT. The authors are indebted to the Departement Informatique and the Centre Documentaire of the Ecole Nationale Superieure des Telecommunications de Paris for support in bibliographic research and programming work. They also wish to thank Alain Guenoche for helpful advice and comments.","PeriodicalId":336874,"journal":{"name":"Mathematical Hierarchies and Biology","volume":"41 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"25","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Mathematical Hierarchies and Biology","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.1090/dimacs/037/11","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
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Abstract
The circular orders associated with the planar drawings of an X-tree (or phylogenetic tree) have been studied by several authors. They allow an encoding of an Xtree by 2n-3 numbers (where n is the number of elements of X), the lengths of some paths between leaves of the tree. It is shown here that circular orders are the same as those obtained from the table of a tree metric by a construction due to Yushmanov [28]. It is also observed that this construction applies to any dissimilarity, tree metric or not. Several fast algorithms (of complexity O(n2)) are derived from these results: for the determination of a Yushmanov order; for the reconstruction of the valued X-tree represention of a tree metric; for the recognition of a tree metric; and for the fitting of a tree metric to a given dissimilarity; the fitting method is based on successive local least squares approximations. Tested on various experimental and real data, it gives satisfactory results. RESUME. Plusieurs auteurs ont etudie les ordres circulaires associes aux representations planaires des X-arbres (ou arbres phylogenetiques), en particulier pour le codage d'un Xarbre value par 2n-3 longueurs de chemins d'une feuille a une autre (n etant le nombre d'elements de X). On montre dans cet article que ces ordres circulaires sont les memes que ceux obtenus a partir de la table d'une distance d'arbre par une construction due a Yushmanov [28]. De plus, cette construction s'applique a toute dissimilarite, distance d'arbre ou non. Ces resultats permettent d'obtenir plusieurs algorithmes rapides (de complexite O(n2)) : pour la determination d'un ordre de Yushmanov ; pour la reconstruction du X-arbre value representant une distance d'arbre ; pour la reconnaissance d'une distance d'arbre ; et pour l'ajustement d'une distance d'arbre a une dissimilarite d donnee. Ce dernier comporte des approximations locales successives par les moindres carres. Il conduit a une procedure d'ajustement qui donne des resultats interessants sur les exemples sur lesquels elle a ete testee. _______________ This research was partly supported by Esprit LTR Project n° 20244-ALCOM-IT. The authors are indebted to the Departement Informatique and the Centre Documentaire of the Ecole Nationale Superieure des Telecommunications de Paris for support in bibliographic research and programming work. They also wish to thank Alain Guenoche for helpful advice and comments.
一些作者已经研究了与x树(或系统发育树)平面图相关的圆形顺序。它们允许用2n-3个数字(其中n是X的元素数量),树的叶子之间的一些路径的长度来编码Xtree。这里表明,圆阶与由Yushmanov[28]构造从树度规表中得到的圆阶相同。还可以观察到,这种结构适用于任何不相似之处,无论是否为树度量。从这些结果导出了几个快速算法(复杂度为O(n2)):用于确定Yushmanov阶;对于树度量的值x树表示的重构;对于树度规的识别;对于给定不相似度的树度规的拟合;拟合方法是基于逐次局部最小二乘逼近。对各种实验数据和实际数据进行了测试,取得了满意的结果。重新开始由于Yushmanov[28]的原因,在月月的日期上,文章que ces orders circulaires发送了les memes que ceux - elements,在月月的日期上,文章que ces orders circulaires发送了les memes que ceux - elements,在月月的日期上,文章que ces orders circulaires发送了les memes que ceux - elements,在月月的日期上,文章que ces orders circulaires发送了les memes que ceux - elements,在月月的日期上,文章que ces orders circulaires发送了les memes que ceux - elements。此外,新建筑的贴花与其他建筑不同,距离也不同。结果表明,渗透d'obtenir plusiurs算法(de complexite O(n2)): pour la determination d'un order de Yushmanov;pour la reconstruction du X-arbre值代表一个距离的arbre;Pour la reconnaissance d'une distance d'arbre;让我们倒上“调整”、“距离”、“距离”、“距离”、“距离”、“距离”、“距离”和“距离”。这些近似是由连续的粒子模型组成的。我将引导一种调整程序,以完成结果的测试者、测试者、测试者和测试者的测试。_______________本研究得到了Esprit LTR项目编号20244-ALCOM-IT的部分支持。作者感谢巴黎国立高等电信学院信息部和文献中心在书目研究和方案编制工作方面的支助。他们还要感谢阿兰·格诺切提供的有益建议和评论。