Ny matematik gör släktträden sannare

Hur nära släkt är två närstående arter och hur ser egentligen det evolutionära släktträdet ut? Matematikern Alice Lesser har i sin avhandling i bioinformatik bidragit med en ny matematisk pusselbit som utmanar en 23-årig teori för hur nätverk för släktskap kan räknas fram. Avhandlingen försvarar hon vid Uppsala universitet den 30 november. I gränslandet mellan matematik och biologi finns det många spännande problem. Nu när vi vet gensekvenser för många arter kan dessa användas för att få fram en ”avståndstabell”, som visar precis hur nära besläktade varje par av arter är. Denna tabell skulle i sin tur kunna användas för att konstruera ett evolutionärt träd som visar hur de olika arterna uppkommit genom evolution - eller ett nätverk som visar korsningar mellan växter som gett upphov till nya arter. Men att beräkna sådana träd eller “optimala nätverk” exakt är ett mycket svårt matematiskt problem. Alice Lesser har i sin avhandling undersökt en hypotes som formulerades av den tyske matematikern Andreas Dress 1984, som säger att varje sådant optimalt nätverk kan hittas genom att plocka bort kanter från en större nätverksstruktur som kallas “ärftligt optimal” och som lättare kan beräknas. I sin avhandling demonstrerar Alice Lesser att problemet är mer komplext än man tidigare trott, och att det i själva verket finns exempel på optimala nätverk som inte går att finna på det sätt som Andreas Dress föreslår. Dessa motexempel ger i sin tur upphov till en ny frågeställning: vi har nu sett att inte varje optimalt nätverk finns i det ärftligt optimala, men kan det vara så att det alltid finns någon? Lesser undersöker denna fråga vidare och visar bland annat att svaret är ja för alla avstånd på högst fem element, och för vissa andra specialfall. Bildtext 1: Det ärftligt optimala nätverket för ett avstånd mellan olika arter av smörblommor. Bildtext 2: Ett optimalt nätverk som går att finna i motsvarande ärftligt optimala nätverk. För mer information kontakta Alice Lesser på tel: 018-471 66 88, mobil 073-739 70 67, e-post: Alice.Lesser@lcb.uu.se