Nova Acta Leopoldina Band 110 Nummer 377

Evolutionäre Bäume sind eine sehr intuitive Darstellung evolutionärer Verwandtschaftsver- hältnisse. Allerdings vollzieht sich Evolution nicht immer baumartig. Selbst dort, wo die Evo- lution baumartig voranschreitet, sind die Daten häufig nicht ausreichend, um die Entwicklung entlang eines Baumes zweifelsfrei abzuleiten. Daher ist die Darstellung von aus genomischen Daten abgeleiteten evolutionären Beziehungen als Baum in hohem Maße suggestiv. Abbildung 18 zeigt eine Darstellung, die nach wie vor baumartig ist, aber dort, wo die Daten die eindeu- tige Ableitung eines Baumes nicht zulassen, komplexere Netze verwendet. Die zugrunde lie- genden Daten sind die von verschiedenen Varianten von HI-Viren. Man sieht, dass besonders die zentralen Regionen der Abbildung die evolutionär distante Beziehungen darstellen, nicht eindeutig als Baum aufgelöst werden können. Abb. 18 Fast baumartige Darstellung der evolutionären Beziehungen von verschiedenen HI-Viren (gefärbte Punkte). Die Färbungen entsprechen der Zulässigkeit von bestimmten Therapien bei bestimmten Viren (aus BOZEK et al. 2009). Eine der größten Herausforderungen bei der Visualisierung von Modellen in den Lebens- wissenschaften ist in der Tatsache begründet, dass die meisten Datenmengen sehr hochdi- mensional sind. Wir haben dies schon im Zusammenhang mit Abbildung 8 diskutiert, die den eigentlich vieltausend-dimensionalen Raum der Proteinkonformationen aus darstelleri- schen Gründen auf zwei Dimensionen reduziert hat. Zur Analyse von hochdimensionalen Daten stehen zwar statistische Verfahren zur Verfügung. Deren Ergebnisse können wir uns jedoch in der Regel nicht anschaulich machen. Methoden zur Veranschaulichung hochdi- mensionaler Daten schließen deren Projektion in niedrige Dimensionen ein. Als Beispiel stellt Abbildung 19 Beziehungen zwischen Proteinen dar (SCHLICKER et al. 2007). Die ei- gentlichen Daten sind wieder in einem hochdimensionalen Raum angesiedelt. Jedes Protein ist ein Punkt in diesem Raum. Hier wurden die Daten mittels einer im Allgemeinen nichtli- nearen Projektionsvorschrift in die zwei Dimensionen der Zeichenebene abgebildet. Der Abstand zwischen je zwei Proteinen, der deren Ähnlichkeit quantifiziert – ähnliche Proteine Nova Acta Leopoldina NF 110, Nr. 377, 11–44 (2011) Thomas Lengauer 38