Métodos de reconstrucción filogenética

1. Métodos de reconstrucción filogenética

2. 5 millones de años Tiempo Antepasado común humanos y chimpancé Antepasado común humanos y bacterias 3000 millones de años Evolución: descendencia con modificación

3. ¿Qué es una filogenia?

4. ¿Qué es una filogenia? Una filogenia es la historia de la ramificación de las rutas que sigue la herencia • La forma (o topología) de estos árboles constituye uno de los hechos dominantes e indispensables de la historia de la evolución

5. La revolución molecular en la clasificación de los seres vivos • Datos morfológicos vs moleculares • Datos moleculares (DNA y proteínas) • son universales • evolucionan más uniformemente • son más adecuados para el análisis cuantitativo • son mucho más abundantes • Ahora es posible hacer realidad el sueño de Darwin de reconstruir “un árbol genealógico verdadero de cada gran reino de la Naturaleza”

6. Métodos de reconstrucción • Matrices de distancia • Máxima parsimonia • Máxima verosimilitud

7. Métodos de reconstrucción • 1. Matrices de distancia: distancia evolutiva (número de sustituciones de aminoácidos o de nucleótidos entre secuencias) • UPGMA • Distancia transformada • Unión al vecino (Neighbor-Joining) • Mínima Evolución

8. Métodos de reconstrucción 2. Máxima parsimonia: estado de un carácter (se determina que aminoácido o nucleótido concreto está en cada sitio y se determina cuales son informativos). Se busca el árbol que requiere el menor número de cambios evolutivos para explicar las diferencias entre los OTUs.

9. Métodos de reconstrucción 3. Máxima verosimilitud: Se calcula la verosimilitud de un conjunto de secuencias para todos los árboles posibles, y se escoge el de mayor verosimilitud.

10. Métodos de distancia: UPGMA: Método de agrupamiento de pares con la media aritmética no ponderada dij: número de sustituciones entre secuencias i y j OTUs (Unidad Taxonómica Operativa): A, B, C y D 1er par de OTUs Mínimo es dAB OTU OTU A B C B dAB C dAC dBC D dAD dBD dCD A B dAB 2

11. A B C dAC + dBC = 2 d(AB)C UPGMA 3er OTU Mínimo es d(AB)C OTU OTU (AB) C C d(AB)C D d(AB)D dCD d(AB)C 2

12. A B C D UPGMA dAB 2 Árbol final con distancias de las ramas d(AB)C 2 d(ABC)D 2 d(ABC)D = [dAD + dBD + dCD]/3

13. OTU OTU A B C B 8 C 4 12 D 18 21 20 Ejemplo de aplicación OTUs: A, B, C y D

14. Árbol enraizado Árbol desenraizado A B D C C A D E B E Tiempo

15. Outgroup (taxón externo): permite enraizar un árbol desenraizado

16. La filogenia del hombre y sus parientes más próximos

17. Human Chimp Gorila Orangutan Gibbon Filogenia tradicional de humanos y antropomorfos Hominidae Pongidae Hilobatidae

18. Árbol por UPGMA H C 0,73 G 0,77 O 1,49 Mono Rhesus 3,69 Filogenia de humanos y primates antropomorfos Número medio de substituciones nucleotídicas por 100 sitios OTU Hum Chim Gorila Orang Chim 1,45 Gorila 1,51 1,57 Orang 2,98 2,94 3,04 Mono Rhesus 7,51 7,55 7,39 7,10

19. Filogenia actual de humanos y antropomorfos que integra los datos moleculares y morfológicos H C Hominidae G O Hilobatidae G

20. Hombre Neandertal

21. 2 A C B 5 D 10 Reconstrucción UPGMA