rplotdata-visualizationphylogenyape-phylo

Plotting Traits on a Phylogeny


I am following this guide on how to plot traits onto a phylogeny to determine trait conservatism. I have followed it step by step but can't seem to get either the community composition or trait plots on phylogeny to work at all for my datasets. I have formatted just as they said and it looks just like their example data sents to me.

I am not sure how to put tree files on here so here is one on a cloud link for all species and here is a tree that I used just for my native species used for trait plotting

VegComm <- df2vec(as.matrix(Veg2018), colID = 1:29)  #community data


STraits <- read.csv()
rownames(STraits)<- STraits[,1]
STraits[1:1] <- list(NULL)    #Trait Data



STraits <- df2vec(as.matrix.data.frame(STraits), colID=1:5)

STraits <- STraits[1:6,]
str(STraits)

prune.sample(VegComm,alltree)

par(mfrow=c(2,2))
for (i in colnames(STraits)) {
+ plot(nativetree, show.tip.label=TRUE, main=i)
+ tiplabels(pch=22, col=STraits[,i]+1, bg=STraits[,i]+1, cex=1.5)}

traits <- STraits[nativetree$tip.label,]

phylosignal(nativetree, STraits, nsim=1000, method="K")

Here is the community data:

    Avena_fatua Bromus_diandrus Bromus_hordeaceus   Festuca_myuros  Festuca_perennis    Carduus_pycnocephalus   Cirsium_vulgare Erodium_cicutarium  Geranium_dissectum  Helminthotheca_echioides    Lactuca_serriola    Medicago_polymorpha Oxalis_pes-caprae   Raphanus_sativus    Senecio_vulgaris    Sonchus_oleraceus   Vicia_sativa    Artemisia_californica   Baccharis_pilularis Ericameria_ericoides    Mimulus_aurantiacus Bromus_carinatus    Elymus_triticoides  Hordeum_brachyantherum  Stipa_pulchra   Achillea_millefolium    Eschscholzia_californica    Lupinus_variicolor  Echium_candicans
PC1 0   1.25    0   20.83333333 7.416666667 0.5 0   0   21.25   0.333333333 0   6.916666667 0   4.916666667 0   0   0   4.583333333 18.33333333 1.25    0.833333333 0.5 0   0   0   7.5 1.25    0   0
PC2 0.5 0   0.333333333 14.16666667 2.25    0   0   0   25  0   1.916666667 30.41666667 0   3.666666667 0.833333333 0.833333333 0   0   17.91666667 0   0   2.083333333 0   0   0   3.333333333 0   0   0
PC3 0.333333333 4.083333333 0   27.5    3.333333333 6.083333333 0   0   15.83333333 1.75    2.416666667 3.833333333 0   6.666666667 0   5.916666667 0   1.25    2.083333333 0   2.5 5.416666667 0   0   1.25    5   0   0   0
PC4 0.333333333 1.25    3.333333333 10.41666667 15.83333333 5.833333333 0   0   25.83333333 0   1.583333333 10.75   0   5.833333333 0   1.25    0   0   2.083333333 0   0   0   0   0   0   3.416666667 2.916666667 0   0
PC5 1.916666667 0   8.833333333 10.91666667 6.666666667 0   0.333333333 0   15  1.25    1.75    0   0   3.333333333 0   10.83333333 0.5 0   3.333333333 0.5 0   4.666666667 0   0   0.5 9.166666667 0   0   0.666666667
PS1 0.333333333 3   0   6.25    2.25    16  0   0   11.41666667 0.333333333 0   3.833333333 0   0.833333333 0   1.166666667 0   0   12  0   0.166666667 3.333333333 0   0   0   49.16666667 0   0   0
PS2 2.25    4   0   6.5 1.25    13.75   0   4.166666667 10.5    0   0   6.666666667 0   4.5 0   0   0   1.583333333 3.833333333 0   4.166666667 4.166666667 0   0   1.25    22.91666667 1.25    0   0
PS3 2.5 0   0   5.083333333 1.25    0.833333333 0   5.916666667 20.83333333 0   0   16.66666667 0   7.583333333 0   1.333333333 0   0   4.5 0   0   0.333333333 0   0   1.75    25.41666667 0   0   0
PS4 2.25    0   1.5 2.5 1.75    0   2.5 0   22.91666667 0   0   19.16666667 2.916666667 18.33333333 0   0   0   2.916666667 6.666666667 0   1.25    5.5 0   0   4.583333333 8.75    0   2.5 0
PS5 4.75    0   1.75    7   2.083333333 4.666666667 0   0   18.08333333 0   0   4.25    0   13.75   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   34.33333333 0   0   0
PW1 4.75    1.75    0.666666667 11.83333333 4.916666667 0   0   0   15  2.833333333 1.25    39.16666667 0   0.666666667 0   3.833333333 0   0   4.166666667 0   0   0.833333333 0   0   0   14.16666667 0.666666667 0   1.25
PW2 2.5 0   4   21.66666667 4.666666667 0.5 0   0   25.41666667 0   1.25    7.083333333 0   14.58333333 0   0.833333333 0   1.25    1.25    0   0   3.333333333 0   0   1.25    4.166666667 1   0   0
PW3 1.583333333 1.25    0   10.66666667 4.25    5.75    0   0   12.5    0   1.5 30  0   0.333333333 0   0.333333333 0   3.833333333 0   0   0   2.083333333 0   0   4.583333333 10  0   0   0
PW4 0   1.25    6.666666667 9.916666667 8.25    0   0   0   33.33333333 0   0   5.833333333 0   5.833333333 0   2.083333333 0   0   1.25    0   0   2.5 0   0   0   3.75    1.583333333 0   0
PW5 2.25    2.083333333 0.333333333 10.41666667 4.416666667 1.25    0   0   23.33333333 0   0   4.583333333 0   5.083333333 0   0   13.33333333 12.66666667 8.333333333 0   0   0   0   0   0   12  0   0   0

Here is the trait data: (I tried omitting and not omitting NAs)

    Growth_Rate Area    AreaVar SLA SLAVar  VLA VLAVar  Thickness   ThicknessVar    logThickness    logThicknessVar LV  LVVar   PD0 PD10    PD50    CPD
Achillea_millefolium    0.090888257 15.80656659 12.43783158 NA  NA  NA  NA  0.249744167 0.187092582 -1.553441666    0.458076381 NA  NA  12.61566    29.016  250 0.721921544
Artemisia_californica   0.035049437 14.56355219 11.78670881 180.1322546 99.50427931 9.364236482 1.414207935 0.268703703 0.074128238 -1.352780779    0.298806173 43.22157529 13.35296757 12.61566    29.016  250 0.721921544
Bromus_carinatus    0.022607407 2.384166667 2.316140235 NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  5.41269 11.7111 315.3334    0.681203858
Ericameria_ericoides    0.019809977 3.6875  1.703521078 NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  12.61566    29.016  250 0.721921544
Eschscholzia_californica    0.029380702 1.245833333 1.076820745 262.1630059 60.49033956 4.392284625 0.596306575 0.16357684  0.038660691 -1.835819399    0.223972815 39.80718218 11.25985865 294 294 294 0.577356321
Hosackia_gracilis   0.009183502 NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  41.81336    101.22  250 0.638988811
Lupinus_nanus   0.040867178 NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  33.60001    101.22  250 0.640373244
Lupinus_variicolor  0.028428463 NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  NA  33.60001    101.22  250 0.640373244
Mimulus_aurantiacus 0.00652489  0.00652489  0.011364841 3.412857143 2.976064883 151.5001201 79.68333552 2.370279914 0.731201273 0.285257143 0.120154396 37.54090305 16.93270863 183.7778    209.3333    250 0.622318052
Sisyrinchium_bellum 0.01441308  5.477777778 5.117901992 181.6818246 42.91299583 2.954769874 0.448780843 0.176855556 0.018545802 -1.735344864    0.107673785 31.80493389 4.311588188 225.2889    225.2889    315.3334    0.594958509
Sidalcea_malviflora 0.020075948 4.974358974 4.901863202 142.4036892 39.11274955 1.651824981 0.295753475 0.148082051 0.045211395 -1.953346759    0.300665842 20.91557187 8.108682659 163.3333    193 250 0.625836637
Stipa_pulchra   0.01546666  5.28968254  6.055307558 122.3827137 32.67582669 7.352684101 3.027753522 0.149629537 0.031130015 -1.943799376    0.210327301 17.91978995 5.823172424 24  24  315.3334    0.611910294

Here are the dput outputs:

> dput(STraits)
structure(c(0.035049437, 0.029380702, 0.00652489, 0.01441308, 
0.020075948, 0.01546666, 14.56355219, 1.245833333, 0.00652489, 
5.477777778, 4.974358974, 5.28968254, 11.78670881, 1.076820745, 
0.011364841, 5.117901992, 4.901863202, 6.055307558, 180.1322546, 
262.1630059, 3.412857143, 181.6818246, 142.4036892, 122.3827137, 
99.50427931, 60.49033956, 2.976064883, 42.91299583, 39.11274955, 
32.67582669), .Dim = c(6L, 5L), .Dimnames = list(c("Artemisia_californica", 
"Eschscholzia_californica", "Mimulus_aurantiacus", "Sisyrinchium_bellum", 
"Sidalcea_malviflora", "Stipa_pulchra"), c("Growth_Rate", "Area", 
"AreaVar", "SLA", "SLAVar")))

> dput(VegComm)
structure(list(Avena_fatua = c(0, 0.5, 0.333333333, 0.333333333, 
1.916666667, 0.333333333, 2.25, 2.5, 2.25, 4.75, 4.75, 2.5, 1.583333333, 
0, 2.25), Bromus_diandrus = c(1.25, 0, 4.083333333, 1.25, 0, 
3, 4, 0, 0, 0, 1.75, 0, 1.25, 1.25, 2.083333333), Bromus_hordeaceus = c(0, 
0.333333333, 0, 3.333333333, 8.833333333, 0, 0, 0, 1.5, 1.75, 
0.666666667, 4, 0, 6.666666667, 0.333333333), Festuca_myuros = c(20.83333333, 
14.16666667, 27.5, 10.41666667, 10.91666667, 6.25, 6.5, 5.083333333, 
2.5, 7, 11.83333333, 21.66666667, 10.66666667, 9.916666667, 10.41666667
), Festuca_perennis = c(7.416666667, 2.25, 3.333333333, 15.83333333, 
6.666666667, 2.25, 1.25, 1.25, 1.75, 2.083333333, 4.916666667, 
4.666666667, 4.25, 8.25, 4.416666667), Carduus_pycnocephalus = c(0.5, 
0, 6.083333333, 5.833333333, 0, 16, 13.75, 0.833333333, 0, 4.666666667, 
0, 0.5, 5.75, 0, 1.25), Cirsium_vulgare = c(0, 0, 0, 0, 0.333333333, 
0, 0, 0, 2.5, 0, 0, 0, 0, 0, 0), Erodium_cicutarium = c(0, 0, 
0, 0, 0, 0, 4.166666667, 5.916666667, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0), Geranium_dissectum = c(21.25, 
25, 15.83333333, 25.83333333, 15, 11.41666667, 10.5, 20.83333333, 
22.91666667, 18.08333333, 15, 25.41666667, 12.5, 33.33333333, 
23.33333333), Helminthotheca_echioides = c(0.333333333, 0, 1.75, 
0, 1.25, 0.333333333, 0, 0, 0, 0, 2.833333333, 0, 0, 0, 0), Lactuca_serriola = c(0, 
1.916666667, 2.416666667, 1.583333333, 1.75, 0, 0, 0, 0, 0, 1.25, 
1.25, 1.5, 0, 0), Medicago_polymorpha = c(6.916666667, 30.41666667, 
3.833333333, 10.75, 0, 3.833333333, 6.666666667, 16.66666667, 
19.16666667, 4.25, 39.16666667, 7.083333333, 30, 5.833333333, 
4.583333333), Oxalis_pes.caprae = c(0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2.916666667, 
0, 0, 0, 0, 0, 0), Raphanus_sativus = c(4.916666667, 3.666666667, 
6.666666667, 5.833333333, 3.333333333, 0.833333333, 4.5, 7.583333333, 
18.33333333, 13.75, 0.666666667, 14.58333333, 0.333333333, 5.833333333, 
5.083333333), Senecio_vulgaris = c(0, 0.833333333, 0, 0, 0, 0, 
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0), Sonchus_oleraceus = c(0, 0.833333333, 
5.916666667, 1.25, 10.83333333, 1.166666667, 0, 1.333333333, 
0, 0, 3.833333333, 0.833333333, 0.333333333, 2.083333333, 0), 
    Vicia_sativa = c(0, 0, 0, 0, 0.5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 
    0, 13.33333333), Artemisia_californica = c(4.583333333, 0, 
    1.25, 0, 0, 0, 1.583333333, 0, 2.916666667, 0, 0, 1.25, 3.833333333, 
    0, 12.66666667), Baccharis_pilularis = c(18.33333333, 17.91666667, 
    2.083333333, 2.083333333, 3.333333333, 12, 3.833333333, 4.5, 
    6.666666667, 0, 4.166666667, 1.25, 0, 1.25, 8.333333333), 
    Ericameria_ericoides = c(1.25, 0, 0, 0, 0.5, 0, 0, 0, 0, 
    0, 0, 0, 0, 0, 0), Mimulus_aurantiacus = c(0.833333333, 0, 
    2.5, 0, 0, 0.166666667, 4.166666667, 0, 1.25, 0, 0, 0, 0, 
    0, 0), Bromus_carinatus = c(0.5, 2.083333333, 5.416666667, 
    0, 4.666666667, 3.333333333, 4.166666667, 0.333333333, 5.5, 
    0, 0.833333333, 3.333333333, 2.083333333, 2.5, 0), Elymus_triticoides = c(0L, 
    0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L), 
    Hordeum_brachyantherum = c(0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 
    0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L), Stipa_pulchra = c(0, 0, 1.25, 
    0, 0.5, 0, 1.25, 1.75, 4.583333333, 0, 0, 1.25, 4.583333333, 
    0, 0), Achillea_millefolium = c(7.5, 3.333333333, 5, 3.416666667, 
    9.166666667, 49.16666667, 22.91666667, 25.41666667, 8.75, 
    34.33333333, 14.16666667, 4.166666667, 10, 3.75, 12), Eschscholzia_californica = c(1.25, 
    0, 0, 2.916666667, 0, 0, 1.25, 0, 0, 0, 0.666666667, 1, 0, 
    1.583333333, 0), Lupinus_variicolor = c(0, 0, 0, 0, 0, 0, 
    0, 0, 2.5, 0, 0, 0, 0, 0, 0), Echium_candicans = c(0, 0, 
    0, 0, 0.666666667, 0, 0, 0, 0, 0, 1.25, 0, 0, 0, 0)), .Names = c("Avena_fatua", 
"Bromus_diandrus", "Bromus_hordeaceus", "Festuca_myuros", "Festuca_perennis", 
"Carduus_pycnocephalus", "Cirsium_vulgare", "Erodium_cicutarium", 
"Geranium_dissectum", "Helminthotheca_echioides", "Lactuca_serriola", 
"Medicago_polymorpha", "Oxalis_pes.caprae", "Raphanus_sativus", 
"Senecio_vulgaris", "Sonchus_oleraceus", "Vicia_sativa", "Artemisia_californica", 
"Baccharis_pilularis", "Ericameria_ericoides", "Mimulus_aurantiacus", 
"Bromus_carinatus", "Elymus_triticoides", "Hordeum_brachyantherum", 
"Stipa_pulchra", "Achillea_millefolium", "Eschscholzia_californica", 
"Lupinus_variicolor", "Echium_candicans"), row.names = c("PC1", 
"PC2", "PC3", "PC4", "PC5", "PS1", "PS2", "PS3", "PS4", "PS5", 
"PW1", "PW2", "PW3", "PW4", "PW5"), class = "data.frame")

> dput(nativetree)
structure(list(edge = structure(c(12L, 13L, 14L, 15L, 16L, 16L, 
15L, 14L, 17L, 18L, 18L, 19L, 19L, 17L, 13L, 12L, 20L, 21L, 21L, 
20L, 13L, 14L, 15L, 16L, 1L, 2L, 3L, 17L, 18L, 4L, 19L, 5L, 6L, 
7L, 8L, 20L, 21L, 9L, 10L, 11L), .Dim = c(20L, 2L)), edge.length = c(7.629639, 
22, 20.333344, 93.62796, 11.038696, 11.038696, 104.666656, 28.5, 
62.899994, 33.600006, 16.800003, 16.800003, 16.800003, 96.5, 
147, 41.985199, 51.760712, 60.883728, 60.883728, 112.64444), 
    Nnode = 10L, node.label = c("", "eudicots", "", "euasterids", 
    "", "eurosids", "mesopapilionoideaeclade", "lupinus", "", 
    ""), tip.label = c("achillea_millefolium", "ericameria_ericoides", 
    "mimulus_aurantiacus", "hosackia_gracilis", "lupinus_nanus", 
    "lupinus_variicolor", "sidalcea_malviflora", "eschscholzia_californica", 
    "bromus_carinatus", "nassella_pulchra", "sisyrinchium_bellum"
    ), root.edge = 291.370361), .Names = c("edge", "edge.length", 
"Nnode", "node.label", "tip.label", "root.edge"), class = "phylo", order = "cladewise")

Solution

  • The problem is that names of species do not match between STraits and nativetree.

    intersect(row.names(STraits), nativetree$tip.label)
    # character(0)
    

    R is case-sensitive, so lower case names in the tree will not be recognised as identical to capitalised names in the data matrix. Also, the names of the species differ.

    Once the names properly match, the traits need to be ordered as above:

    traits <- STraits[nativetree$tip.label,]
    

    and the phylogenetic signal calculated from the new traits table per column:

    library(picante)
    res = data.frame()
    for(i in 1:ncol(traits)){
      res[i, ] = phylosignal(x = traits[, i], phy = nativetree, reps = 999)
    }
    

    Note that I use the data you provided with dput, not the modifications implied with the script. Additionally, check ?phylosignal for syntax.

    Continuous characters may be plotted on a phylogeny with the phytools package as shown here.