显式系统发育网络的类别及其生物学与数学意义

生物之间的进化关系传统上用有根系统发育树来表示。然而，由于杂交或侧向基因转移等网状过程，进化并非总能充分地用系统发育树表示，作为有根系统发育树推广的、描述此类复杂过程的有根系统发育网络便被引入。事实上，从基因组序列数据估计有根系统发育网络并分析其结构性质是当代系统发育学最重要的任务之一。在过去二十年中，文献中引入了有根系统发育网络的若干子类（以特定结构约束为特征），要么用于建模特定的生物学现象，要么为使数学与计算分析易于处理。在本稿中，我们对这些网络类别进行了详尽综述，并尽可能对这些网络背后结构约束的生物学解释加以说明。此外，我们讨论了如何通过对网络拓扑施加结构约束，来应对从经验数据估计系统发育网络时所面临的可扩展性与可辨识性挑战。