Please note that the lectures are given in Czech language. English version of the course can be requested in advance if there are at least 3 students. Lectures and practicals represent a continuation of the subject Multivariate methods in taxonomy (MB120P126). The aim of the lectures is to provide basic theoretical background of the cladistic approach as well as other methods of phylogeny reconstruction and to illustrate their practical applications. The aim of the practicals is to get students acquainted with the computer programs for the cladistic analyses and other methods of phylogeny reconstruction, especially with PAUP, MrBayes, Modeltest and TNT. Usage of the programs is illustrated by real data sets from botanical applications.
Last update: Marhold Karol, prof. RNDr., DrSc. (10.09.2009)
Prednášky a cvičenia nadväzujú na predmet Multivariační metody v taxonomii (MB120P126). Cieľom prednášok je oboznámenie s teoretickými základmi a praktickým uplatnením kladistických metód ako aj ďalších alternatívnych metód rekonštrukcie fylogenézy. Praktické cvičenia si kladú za cieľ oboznámiť študentov s počítačovými programami používanými v kladistike a iných metódach rekonštrukcie fylogenézy. Ide predovšetkým o programy PAUP, MrBayes, Modeltest a TNT.
Last update: Marhold Karol, prof. RNDr., DrSc. (10.09.2009)
Literature -
Wiley, E.O., Siegel-Causey, D., Brooks, D.R. & Funk, V.A., 1991: The compleat cladist. A primer of phylogenetic procedures. The University of Kansas Museum of Natural History. Special Publication no. 19. http://www.amnh.org/learn/pd/fish_2/pdf/compleat_cladist.pdf
Forey, P.L., Humphries, C.J., Kitching, I.J., Scotland, R.W., Siebert, D.J. & Williams, D., 1992: Cladistics. A practical course in systematics. Clarendon Press, Oxford.
Kitching, I.J., Forey, P.L., Humphries, C.J. & Williams, D.M., 1998: Cladistics. The theory and practice of parsimony analysis. Ed. 2. Oxford University Press, Oxford
Hall B.G. (2001): Phylogenetic trees made easy.
Felsenstein J. (2004): Inferring phylogenies.
Mount D.W. (2004): Bioinformatics. Sequence and genome analysis.
Salemi M. & Vandamme A.-M. (2003): The phylogenetic handbook. A practical approach to DNA and protein phylogeny.
Last update: Fér Tomáš, Mgr., Ph.D. (22.04.2012)
Wiley, E.O., Siegel-Causey, D., Brooks, D.R. & Funk, V.A., 1991: The compleat cladist. A primer of phylogenetic procedures. The University of Kansas Museum of Natural History. Special Publication no. 19. http://www.amnh.org/learn/pd/fish_2/pdf/compleat_cladist.pdf
Forey, P.L., Humphries, C.J., Kitching, I.J., Scotland, R.W., Siebert, D.J. & Williams, D., 1992: Cladistics. A practical course in systematics. Clarendon Press, Oxford.
Kitching, I.J., Forey, P.L., Humphries, C.J. & Williams, D.M., 1998: Cladistics. The theory and practice of parsimony analysis. Ed. 2. Oxford University Press, Oxford
Hall B.G. (2001): Phylogenetic trees made easy.
Felsenstein J. (2004): Inferring phylogenies.
Mount D.W. (2004): Bioinformatics. Sequence and genome analysis.
Salemi M. & Vandamme A.-M. (2003): The phylogenetic handbook. A practical approach to DNA and protein phylogeny.
Last update: Fér Tomáš, Mgr., Ph.D. (22.04.2012)
Requirements to the exam -
written test and oral examination
Last update: Marhold Karol, prof. RNDr., DrSc. (03.11.2011)
písemný test a ústní zkouška
Last update: Marhold Karol, prof. RNDr., DrSc. (03.11.2011)
Syllabus -
Cladistic approach (parsimony analysis): Monophyletic, paraphyletic and polyphyletic groups; sister groups and outgroup comparison; polarisation of characters; optimisation of characters; cladistic rules; character coding. Types of parsimony; Hennig's method; Wagner algorithm. Comparison of trees; consistency and retention indices; tree length. Methods of building trees; exhaustive search; heuristic analysis and other methods; consensus trees; bootstrap; conventions. Techniques of parsimony analysis for large data sets.
Alternative methods of evolutionary reconstruction: Methods based on distances, neighbour-joining method. Maximum likelihood method, substitution models. Bayesian inference of phylogeny.
Gene trees vs. species trees.
Last update: Marhold Karol, prof. RNDr., DrSc. (10.02.2026)
Kladistika (parsimonická analýza):
Monofyletické, parafyletické a polyfyletické skupiny; sesterské skupiny a mimoskupinové porovnanie; polarizácia znakov; optimalizácia znakov; pravidlá kladistiky; kódovanie znakov.
Typy parsimónie; Hennigova metóda; Wagnerov algoritmus.
Porovnanie stromov; konsistenčný a retenčný index; dĺžka stromu.
Metódy tvorby stromov; vyčerpávajúce hľadanie, heuristická analýza a ďalšie metódy; konsenzuálne stromy; bootstrap; konvencie.
Techniky parsimonickej analýzy pre veľké dátové súbory.
Alternatívne metódy rekonštrukcie evolučných stromov:
Metódy založené na vzdialenostiach, metóda spájania susedných objektov (neighbor-joining method).
Metóda najväčšej vieryhodnosti (maximum likelihood method), modely zmeny (evolúcie) sekvencií DNA, substitučné modely.
Bayesova analýza.
Last update: Marhold Karol, prof. RNDr., DrSc. (10.09.2009)
Learning outcomes -
After completing the course, students will be able to:
Explain the theoretical foundations of the cladistic approach and its role in modern phylogenetic inference.
Describe principles of parsimony analysis, including character coding, optimisation, and tree evaluation.
Compare major methods of phylogenetic reconstruction, including parsimony, distance-based methods, maximum likelihood, and Bayesian inference.
Understand the assumptions and properties of different evolutionary models and substitution models.
Explain concepts such as monophyly, paraphyly, polyphyly, sister-group relationships, and outgroup comparison.
Construct and analyse phylogenetic trees using parsimony, likelihood, and Bayesian approaches.
Prepare and code morphological or molecular datasets for phylogenetic analysis.
Use specialised software (PAUP, MrBayes, Modeltest, TNT) to perform phylogenetic reconstructions
Last update: Marhold Karol, prof. RNDr., DrSc. (10.02.2026)
Po absolvování kurzu budou studenti schopni:
vysvětlit teoretické základy kladistického přístupu a jeho roli v moderní fylogenetické inferenci;
popsat principy parsimoniální analýzy, včetně kódování znaků, jejich optimalizace a hodnocení stromů;
porovnat hlavní metody fylogenetické rekonstrukce, včetně parsimoniálních, distančních metod, metody maximální věrohodnosti a bayesovské inference;
porozumět předpokladům a vlastnostem různých evolučních a substitučních modelů;
vysvětlit pojmy monofyletická, parafyletická a polyfyletická skupina, vztahy sesterských skupin a použití vnější skupiny (outgroup);
konstruovat a analyzovat fylogenetické stromy pomocí parsimoniálních, věrohodnostních a bayesovských přístupů;
připravovat a kódovat morfologická nebo molekulární data pro fylogenetickou analýzu;
používat specializovaný software (PAUP, MrBayes, Modeltest, TNT) k provádění fylogenetických rekonstrukcí.
Last update: Marhold Karol, prof. RNDr., DrSc. (10.02.2026)
