The future of supertrees : bridging the gap with supermatrices 1

The supertree and supermatrix frameworks have been cast as mutually exclusive approaches toward the problem of large-scale phylogenetic inference. Despite often coming under severe criticism, the supertree approach has proven superior to date at deriving comprehensive phylogenetic estimates for many groups (e. g., mammals as a whole) because by combining trees instead of characters, it is able to include more of the global phylogenetic database. The continued rapid growth in sequencing technologies, however, means that this advantage is time-limited given that abundant sequence information will rapidly become available for many groups. What then does such a future hold for the supertree approach? In this paper, I argue that the supertree framework could continue to have a place in phylogenetic inference, albeit altered to play a subordinate role as part of a divide-and-conquer heuristic search strategy for large molecular supermatrices. However, the divide-and-conquer approach has yet to realize its theoretical advantages (in terms of both speed and accuracy) over more conventional heuristic search strategies. I discuss two potential supertree-related bottlenecks that appear to be limiting the performance of the divide-andconquer approach and which can be viewed as problems for which solutions need to be sought. K e y w o r d s : Supertree, supermatrix, phylogenetic inference. Z u s a m m e n f a s s u n g Supertreeund Supermatrix-Systeme entstanden als sich gegenseitig ausschließende Analysemethoden des Problems umfangreicher phylogenetischer Untersuchungen. Trotz zahlreicher Kritik hat sich die Supertree-Methode als überaus erfolgreich beim Erstellen sehr großer phylogenetischer Datensätze (z. B. Säugetiere) erwiesen, da durch die Kombination von Stammbäumen statt von Merkmalen Informationen aus der globalen phylogenetischen Datenbank einbezogen werden können. Dieser methodische Vorteil nimmt jedoch in dem Maß ab, wie die Datenmenge genetischer Sequenzen zunimmt, die in kürzester Zeit für immer mehr Gruppen zur Verfügung stehen. Was bedeutet diese Zunahme an Sequenzdaten für die Zukunft der Supertree-Analyse? Im Folgenden argumentiere ich, dass Supertrees für phylogenetische Analysen weiterhin relevant bleiben, wenngleich sie nur noch eine untergeordnete Rolle als Teil eines Divide-and-Conquer-heuristischen Verfahrens für große molekulare Supermatrices spielen werden. Die zumindest theoretisch vorhandenen Vorteile (wie z. B. Geschwindigkeit und Genauigkeit) dieser Divide-and-Conquer Verfahren gegenüber konventionellen heuristischen Methoden müssen sich jedoch in der Praxis noch bewähren. Im Folgenden diskutiere ich zwei mögliche, durch die Supertree-Analyse entstehende Probleme, welche die Effi zienz von Divide-and-Conquer-Verfahren limitieren, und zu deren Lösung neue Strategien entwickelt werden müssen.