使用未解析化石化出生-死亡过程估算分化时间和多样化速率

使用化石化出生–死亡（Fossilized Birth–Death，FBD）模型进行尖端定年，为传统的节点定年进化时间尺度分析提供了一种有利的替代方案，并可避开其中的多种概念性和技术性困难。然而，尽管FBD模型在系统发育研究中的应用日益广泛，但由于形态学数据的收集较为困难——而这类数据通常是尖端定年分析所必需的——以及在存在大量化石时计算上难以处理，其应用在分类学范围上仍相当有限。近期研究表明，即使缺乏形态学数据，FBD模型仍可作为分子钟分析的先验，以一种具有理论依据的方式加以使用，仅依赖时间信息和给定的类群归属。Heath等（2014）提出了一种“未解析”FBD模型，在无法获得形态学数据时，通过对化石位置的不确定性进行解析积分，为解决这一问题提供了潜在方案。在此，我们表明，Heath等（2014）用于对未解析化石附着位置进行边际化的拓扑枚举方案，对多个化石类群可被解析为一个分支群的构型进行了重复计数；同时，我们对该因子进行了修正，从而得到一个有效的边际化未解析似然。我们将所实现的方法应用于鲸类（Cetacea）、龟科（Emydidae）和古网翅类（Palaeodictyopterida）的实证数据集，结果表明，即使存在数百个化石，该方法也能在合理的时间内实现收敛，并获得合理的估计结果。

基于化石化出生–死亡（Fossilized Birth-Death，FBD）模型的尖端定年，为传统的演化时间尺度节点定年分析提供了一种有利的替代方案，能够规避诸多概念和技术上的困难。然而，尽管FBD模型在系统发育研究中的应用日益普及，其在分类学上的适用范围仍相当有限，这是因为尖端定年分析通常需要收集形态学数据，而这类数据往往难以获取；此外，当化石数量较多时，计算上也难以处理。近期研究表明，即使缺乏形态学数据，FBD模型仍可依托时间信息和给定的类群归属，以一种具有理论依据的方式作为分子钟分析的先验模型。Heath等（2014）提出了一种“未解析”FBD模型：在无法获得形态学数据时，通过对化石位置的不确定性进行解析积分，为解决这一问题提供了潜在方案。本文表明，Heath等（2014）用于对未解析化石附着位置进行边际化处理的拓扑枚举方案，错误地对多个化石类群可被解析为一个单系类群的构型进行了重复计数；我们对这一因子进行了修正，从而得到了一个有效的边际化未解析似然。我们将该实现应用于鲸类（Cetacea）、龟科（Emydidae）和古网翅目（Palaeodictyopterida）的经验数据集，结果表明，即使存在数百个化石，该方法也能在合理的时间内实现收敛，并给出合理的估计。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.10.749957v1?rss=1

🏷️ 化石化出生-死亡模型 尖端定年 分化时间估计 多样化速率 系统发育推断