The alarming rate at which we see the decline in biodiversity due to human activity has raised concerns about the well-being of our planet. Butterflies which serve as pollinators are an essential part of many ecosystems and sensitive indicators of environmental changes and can provide valuable insight into how ecosystems function and evolve. This thesis aims to create phylogenetic trees based on DNA sequences from butterflies and compare different nucleotide substitution models and methods in order to better understand butterflies' evolution and genetic relationships. Our approach was to use Markov theory to investigate how the four nucleotides are evolving. In regard to the comparison of models, the General Time Reversible model with more degrees of freedom was found to be better than the K80 model. Although the Maximum Likelihood and Pairwise Distance methods were found to have different transition rate matrices, the tree reconstructions had no registered differences. Interestingly, the Q matrix was found to be similar across butterfly families. These findings can suggest that it is possible to have a standard Q matrix when estimating or inferring evolutionary relationships among butterflies, and probably other animal groups. This should improve the accuracy of estimations within phylogenetics when dealing with small data sets. The information helps with reconstructing evolutionary relationships and species, therefore contributing to preserving biodiversity and thereby the ecosystems to whom they belong - and in addition humankind. / Den oroväckande takten med vilken vi ser en minskning i biologisk mångfald på grund av mänsklig aktivitet har väckt rädsla för vår planets fortsatta välbefinnande. Fjärilar som är en väsentlig del av många ekosystem fungerar som pollinatörer och indikatorer för miljöförändringar, vilket ger värdefull insikt om ekosystemens funktion och utveckling. Fjärilar fungerar som pollinatörer och är en viktig del av många ekosystem. Därmed är de känsliga indikatorer på miljöförändringar och kan ge värdefull insikt om hur ekosystem fungerar samt utvecklas. Detta kandidatexamensarbete syftar till att skapa fylogenetiska träd baserade fjärilars DNA-sekvenser och jämföra olika modeller för nukleotid substitution och metoder för att bättre förstå fjärilars utveckling och genetiska relationer. Vårt tillvägagångssätt var att använda Markovs teori för att undersöka hur de fyra nukleotiderna utvecklas. När det gäller jämförelsen av modeller visade sig General Time Reversible-modellen med fler frihetsgrader vara bättre än K80-modellen. Fastän Maximum Likelihood och Pairwise Distance metoderna visade sig ha olika övergångsmatriser fanns det inga registrerade skillnader i trädrekonstruktionerna. Ytterligare ett intressant resultat var att Q-matrisen var liknande oberoende av fjärilsfamilj. Detta kan tyda på att det är möjligt att ha en standard Q-matris när man uppskattar eller drar slutsatser om evolutionära samband mellan fjärilar och förmodligen andra djurgrupper. Vidare studier behövs men detta skulle förbättra noggrannheten av uppskattningar inom fylogenetiken när man hanterar små datamängder. Sammanfattningsvis hjälper nämnda insikter till att rekonstruera evolutionära relationer bland arter och bidrar därför till att bevara den biologiska mångfalden, tillhörande ekosystem och dessutom mänskligheten.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-342932 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Eliasson, Elin, Haraldsson, Rebecka |
| Publisher | KTH, Matematisk statistik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2023:252 |
Page generated in 0.002 seconds