Métodos de reconstrucción filogenética

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

¿Qué es una filogenia?

¿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

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”

Métodos de reconstrucción Matrices de distancia Máxima parsimonia Máxima verosimilitud

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

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.

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.

OTUs (Unidad Taxonómica Operativa): A, B, C y D 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

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

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

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

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

Outgroup (taxón externo): permite enraizar un árbol desenraizado

La filogenia del hombre y sus parientes más próximos

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

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 H C G O Mono Rhesus 0,73 0,77 1,49 3,69 Árbol por UPGMA

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

Hombre Neandertal

Reconstrucción UPGMA A C B D 2 5 10