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Dr. Patrick Kück

  • Wissenschaftler

Raiffeisenhaus
Adenauerallee 127
53113 Bonn

Tel.: +49 228 9122 404
E-Mail: p.kueck@leibniz-lib.de

Forschungsprofil

Ich arbeite als Evolutionsbiologe an der Schnittstelle von Phylogenomik, methodischer Entwicklung und Biodiversitätsforschung. Im Zentrum meiner Forschung steht die Frage, wann genomische Datensätze verlässliche phylogenetische Informationen liefern und wann sie durch Konflikte, Rauschen oder systematische Verzerrungen dominiert werden. 


Ein zentrales Ziel meiner Arbeit ist es, echte evolutionäre Prozesse von irrefhrenden Signalanteilen zu unterscheiden, die beispielsweise durch Modellverletzungen, kompositionelle Heterogenität oder Long-Branch-Effekte entstehen. Dabei untersuche ich gezielt, unter welchen Bedingungen selbst große Datensätze keine eindeutige phylogenetische Auflösung ermglichen und wo grundlegende Grenzen der Inferenz liegen.
Zur Bearbeitung dieser Fragestellungen entwickle ich quartettbasierte Analyseansätze, insbesondere den Ansatz SeaLion, der phylogenetisches Signal auf feiner Ebene analysiert und sowohl Unterstützung als auch Konflikt systematisch quantifiziert. Dieser Ansatz ermöglicht es, irrefhrende Signalanteile gezielt zu identifizieren und phylogenetische Ergebnisse kritisch zu bewerten.


Meine Forschung verbindet methodische Entwicklungen mit empirischen Analysen zentraler evolutionärer Radiationen, darunter Palaeognathae, Xenacoelomorpha und Myriapoda. Diese Arbeiten zeigen, dass selbst umfangreiche genomische Datensätze anhaltende und strukturierte Konflikte enthalten können und verdeutlichen grundlegende Grenzen der phylogenetischen Auflösbarkeit sowie die Notwendigkeit von Ansätzen, die Unsicherheit explizit bercksichtigen.

Forschungsinteressen

  • Phylogenomik und Rekonstruktion tiefer evolutionrer Beziehungen
  • Analyse phylogenetischer Signale, Konflikte und Unsicherheiten
  • Systematische Fehlerquellen in der molekularen Phylogenetik
  • Unvollstndige Liniensortierung und Introgression
  • Entwicklung quartettbasierter Inferenzmethoden
  • Bewertung der Datenqualitt in genomischen Datenstzen
  • Evolution zentraler Linien innerhalb der Metazoa

 

Internationale Kooperationen

  • Research Associate, Field Museum of Natural History, Chicago, USA
  • Research Associate, Natural History Museum, London, Vereinigtes Königreich
  • Internationale wissenschaftliche Kooperationen in Phylogenomik, Systematik und Biodiversittsforschung

 

Wissenschaftliche Kernkompetenzen

  • Methodenentwicklung

    Entwicklung von auf Quartetten basierenden Ansätzen zur Bewertung phylogenetischer Signale und zur Identifizierung systematischer Verzerrungen in phylogenomischen Datensätzen.

  • Diagnostik phylogenomischer Datensätze

    Entwicklung von Analyse-Tools zur Erkennung  heterogener Sequenzabweichungen und problematischer phylogenetischer Signale, darunter fallen Tools wie AliGROOVE und verwandte Ansätze.

  • Computational Workflows 

    Implementierung automatisierter Pipelines, die phylogenetische Rekonstruktion, Quartettanalysen und Visualisierung unter Verwendung von Perl, Python und R integrieren.

Software

  • SeaLion 

    Polarized quartet-based framework for assessing phylogenetic signal, conflict, and systematic bias in genomic datasets; NAR Genomics Bioinf. (2025). 

  • PENGUIN

     Perl-based software for quartet site-pattern analyses of aligned nucleotide and amino acid sequences; Cladistics (2017). 
     

  • AliGROOVE

    Tool for visualizing heterogeneous sequence divergence and identifying derived sequences that may bias phylogenetic inference; BMC Bioinformatics (2014).

  • BaCoCa

     Base composition calculator for statistical analyses of sequence alignments and detection of phylogenetic bias; Mol. Phylogenet. Evol. (2014). 

  • FASconCAT-G

    Software for editing, processing, and concatenating nucleotide, amino acid, and G structure alignments; Front. Zool. (2014). 

  • AMARE

    Software for optimizing signal-to-noise ratios in AFLP datasets by detecting erroneous genotyping profiles; PLoS ONE (2012).

  • AliCUT

    Companion tool for Aliscore to remove random-similarity positions from multiple sequence alignments.

Sämtliche software Tools sind auf meiner GitHub Seite verfügbar.

 

Projekte

Publikationen

| von

    2026

  • 2026/02

    Kück, P., Wilkinson, M.

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    Clarifying Xenacoelomorpha phylogeny: A polarized quartet-based analysis with SeaLion

    Gene

  • 2025

  • 2025/05

    Letsch, H., Greve, C., Hundsdoerfer, A.K., Irisarri, I., Moore, J.M., Espeland, M., Wanke, S., Arifin, U., Blom, M.P.K., Corrales, C., Donath, A., Fritz, U., Köhler, G., Kück, P., Lemer, S., Mengual, X., Salas, N.M., Meusemann, K., Palandačić, A., Printzen, C., Sigwart, J.D., Silva-Brandão, K.L., Simões, M., Stange, M., Suh, A., Szucsich, N., Tilic, E., Töpfer, T., Böhne, A., Janke, A., Pauls, S.

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    Type genomics: a framework for integrating genomic data into biodiversity and taxonomic research

    Systematic Biology, 6, 74

  • 2025/03

    Kück, P., Wilkinson, M., Romahn, J., Seidel, N., Meusemann, K., Wägele, J.

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    Unraveling myriapod evolution: sealion, a novel quartet-based approach for evaluating phylogenetic uncertainty

    NAR Genomics and Bioinformatics, 1, 7

  • 2022

  • 2022/07

    Kück, P., Romahn, J., Meusemann, K.

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    Pitfalls of the site-concordance factor (sCF) as measure of phylogenetic branch support

    NAR Genomics and Bioinformatics, 3, 4

  • 2022/05

    Seidel, N., Geiger, M., Kück, P.

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    SHERLOCK – an Automatized Analysis of Molecular Sequence Variation in Species Communities Using Statistical Tests on Patristic Tree Distances

    Biodiversity online journal., 4, 2

  • 2017

  • 2017/08

    Kück, P., Wilkinson, M., Groß, C., Foster, P.G., Wägele, J.W.

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    Can quartet analyses combining maximum likelihood estimation and Hennigian logic overcome long branch attraction in phylogenomic sequence data?

    PloS one, 8, 12

  • 2016

  • 2016/08

    Kück, P., Wägele, J.W.

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    Plesiomorphic character states cause systematic errors in molecular phylogenetic analyses: a simulation study

    Cladistics, 4, 32

  • 2014

  • 2014/12

    Christa, G., Händeler, K., Kück, P., Vleugels, M., Franken, J., Karmeinski, D., Wägele, H.

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    Phylogenetic evidence for multiple independent origins of functional kleptoplasty in Sacoglossa (Heterobranchia, Gastropoda)

    Organisms diversity & evolution, 1, 15

  • 2014/11

    Kück, P., Longo, G.C.

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    FASconCAT-G: extensive functions for multiple sequence alignment preparations concerning phylogenetic studies

    Frontiers in zoology, 1, 11

  • 2014/08

    Kück, P., Meid, S., Groß, C., Wägele, J., Misof, B.

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    AliGROOVE – visualization of heterogeneous sequence divergence within multiple sequence alignments and detection of inflated branch support

    BMC bioinformatics, 1, 15

  • 2014/04

    Struck, T.H., Wey-Fabrizius, A.R., Golombek, A., Hering, L., Weigert, A., Bleidorn, C., Klebow, S., Iakovenko, N., Hausdorf, B., Petersen, M., Kück, P., Herlyn, H., Hankeln, T.

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    Platyzoan Paraphyly Based on Phylogenomic Data Supports a Noncoelomate Ancestry of Spiralia

    Molecular biology and evolution, 7, 31

  • 2014/01

    Kück, P., Struck, T.H.

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    BaCoCa – A heuristic software tool for the parallel assessment of sequence biases in hundreds of gene and taxon partitions

    Molecular phylogenetics and evolution, 70

  • 2013

  • 2013/12

    Misof, B., Meyer, B., von Reumont, B.M., Kück, P., Misof, K., Meusemann, K.

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    Selecting informative subsets of sparse supermatrices increases the chance to find correct trees

    BMC bioinformatics, 1, 14

  • 2012

  • 2012/11

    Kück, P., Greve, C., Misof, B., Gimnich, F.

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    Automated Masking of AFLP Markers Improves Reliability of Phylogenetic Analyses

    PloS one, 11, 7

  • 2012/05

    Long Branch Effects Distort Maximum Likelihood Phylogenies in Simulations Despite Selection of the Correct Model

    PloS one, 5, 7

  • 2011

  • 2011/06

    Kück, P., Garcia, F.H., Misof, B., Meusemann, K.

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    Improved Phylogenetic Analyses Corroborate a Plausible Position of Martialis heureka in the Ant Tree of Life

    PloS one, 6, 6

  • 2010

  • 2010/09

    Kück, P., Meusemann, K.

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    FASconCAT: Convenient handling of data matrices

    Molecular phylogenetics and evolution, 3, 56

  • 2010/06

    Letsch, H., Kück, P., Stocsits, R.R., Misof, B.

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    The Impact of rRNA Secondary Structure Consideration in Alignment and Tree Reconstruction: Simulated Data and a Case Study on the Phylogeny of Hexapods

    Molecular biology and evolution, 11, 27

  • 2010/06

    Meusemann, K., von Reumont, B.M., Simon, S., Roeding, F., Strauss, S.H., Kück, P., Ebersberger, I., Walzl, M., Pass, G., Breuers, S., Achter, V., von Haeseler, A., Burmester, T., Hadrys, H., Wägele, J., Misof, B.

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    A Phylogenomic Approach to Resolve the Arthropod Tree of Life

    Molecular biology and evolution, 11, 27

  • 2010/01

    Kück, P., Meusemann, K., Dambach, J., Thormann, B., von Reumont, B.M., Wägele, J., Misof, B.

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    Parametric and non-parametric masking of randomness in sequence alignments can be improved and leads to better resolved trees

    Frontiers in zoology, 1, 7

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