{
"cells": [
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"# Reconstructing ancestral states\n",
"\n",
"This app takes a `model_result` and returns a `tabular_result` consisting of the posterior probabilities of ancestral states for each node of a tree. These probabilities are computed using the marginal reconstruction algorithm.\n",
"\n",
"We first fit a model to the sample data."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 1,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"from cogent3.app import io, evo\n",
"\n",
"reader = io.load_aligned(format=\"fasta\")\n",
"aln = reader(\"../data/primate_brca1.fasta\")\n",
"gn = evo.model(\"GN\", tree=\"../data/primate_brca1.tree\")\n",
"result = gn(aln)"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"## Define the `ancestral_states` app"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 2,
"metadata": {},
"outputs": [
{
"data": {
"text/plain": [
"5x tabular_result('edge.0': DictArray, 'edge.1': DictArray, 'edge.2': DictArray, 'edge.3': DictArray)"
]
},
"execution_count": 2,
"metadata": {},
"output_type": "execute_result"
}
],
"source": [
"reconstuctor = evo.ancestral_states()\n",
"states_result = reconstuctor(result)\n",
"states_result"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"The `tabular_result` is keyed by the node name. Each value is a `DictArray`, with header corresponding to the states and rows corresponding to alignment position."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 3,
"metadata": {},
"outputs": [
{
"data": {
"text/html": [
"\n",
"\n",
"\n",
" | \n",
"T | \n",
"C | \n",
"A | \n",
"G | \n",
"\n",
"\n",
"\n",
"| 0 | \n",
"1.000 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"
\n",
"\n",
"| 1 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"1.000 | \n",
"
\n",
"\n",
"| 2 | \n",
"1.000 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"
\n",
"\n",
"| 3 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"1.000 | \n",
"
\n",
"\n",
"| 4 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"1.000 | \n",
"
\n",
"\n",
"| ... | \n",
"... | \n",
"... | \n",
"... | \n",
"... | \n",
"
\n",
"\n",
"| 2809 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"1.000 | \n",
"
\n",
"\n",
"| 2810 | \n",
"1.000 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"
\n",
"\n",
"| 2811 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"1.000 | \n",
"
\n",
"\n",
"| 2812 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"1.000 | \n",
"0.000 | \n",
"
\n",
"\n",
"| 2813 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"0.000 | \n",
"1.000 | \n",
"
\n",
"\n",
"
\n"
],
"text/plain": [
"============================================\n",
" T C A G\n",
"--------------------------------------------\n",
" 0 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 1 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 2 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 3 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 4 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 5 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 6 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 7 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 8 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 9 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 10 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 11 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 12 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 13 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 14 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 15 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 16 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 17 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 18 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 19 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 20 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 21 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 22 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 23 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 24 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 25 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 26 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 27 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 28 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 29 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 30 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 31 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 32 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 33 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 34 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 35 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 36 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 37 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 38 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 39 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 40 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 41 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 42 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 43 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 44 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 45 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 46 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 47 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 48 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 49 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 50 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 51 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 52 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 53 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 54 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 55 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 56 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 57 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 58 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 59 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 60 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 61 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 62 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 63 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 64 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 65 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 66 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 67 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 68 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 69 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 70 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 71 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 72 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 73 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 74 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 75 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 76 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 77 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 78 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 79 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 80 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 81 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 82 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 83 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 84 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 85 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 86 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 87 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 88 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 89 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 90 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 91 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 92 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 93 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 94 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 95 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 96 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 97 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 98 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 99 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 100 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 101 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 102 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 103 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 104 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 105 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 106 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 107 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 108 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 109 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 110 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 111 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 112 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 113 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 114 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 115 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 116 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 117 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 118 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 119 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 120 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 121 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 122 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 123 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 124 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 125 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 126 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 127 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 128 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 129 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 130 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 131 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 132 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 133 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 134 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 135 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 136 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 137 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 138 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 139 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 140 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 141 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 142 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 143 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 144 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 145 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 146 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 147 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 148 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 149 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 150 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 151 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 152 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 153 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 154 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 155 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 156 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 157 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
" 158 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 159 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 160 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
" 161 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 162 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 163 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 164 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000\n",
" 165 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000\n",
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" 174 0.0000 0.0000 1.0000 0.0000\n",
" 175 0.0000 1.0000 0.0000 0.0000\n",
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"source": [
"If not included in the newick tree file, the internal node names are automatically generated open loading. You can establish what those are by interrogating the tree bound to the likelihood function object. (If you move your mouse cursor over the nodes, their names will appear as hover text.)"
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