Métodos de reconstrucción

filogenética

Métodos de reconstrucción

filogenéticaAntonio Barbadilla P.

Evolución: descendencia con modificación

Evolución: descendencia con modificación

Tiempo Antepasado comúnhumanos y chimpancé

5 millones de años

Antepasado comúnhumanos y bacterias 3000 millones de años

¿Qué es una filogenia?

¿Qué es una filogenia?

¿Qué es una filogenia? ¿Qué es una filogenia?

• La forma (o topología) de estos árboles constituye uno de los hechos dominantes e indispensables de la historia de la evolución

Una filogenia es la historia de la Una filogenia es la historia de la ramificación de las rutas que sigue ramificación de las rutas que sigue

la herenciala herencia

• 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

La revolución molecular en la clasificación de los seres vivos

La revolución molecular en la clasificación de los seres vivos

Ahora es posible hacer realidad el sueño de Darwin de reconstruir “un árbol genealógico verdadero de cada gran reino de la Naturaleza”

1.1. Matrices de distanciaMatrices de distancia

2.2. Máxima parsimoniaMáxima parsimonia

3.3. Máxima verosimilitudMáxima verosimilitud

Métodos de reconstrucción Métodos de reconstrucción

1. Matrices de distancia1. 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

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2. Máxima parsimonia2. 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 Métodos de reconstrucción

3. Máxima verosimilitud3. Máxima verosimilitud: Se calcula la verosimilitud de un conjunto de secuencias para todos los árboles posibles, y se escoge el de mayor verosimilitud.

Métodos de reconstrucción Métodos de reconstrucción

Métodos de distancia: UPGMA: Método de agrupamiento de pares con

la media aritmética no ponderada

Métodos de distancia: UPGMA: Método de agrupamiento de pares con

la media aritmética no ponderada

OTUOTU A B C B dAB

C dAC dBC D dAD dBD dCD

OTUs (Unidad Taxonómica Operativa):

A, B, C y D

A

B

Mínimo es dAB

dAB

2

dij: número de sustituciones entre secuencias i y j

1er parde OTUs

UPGMAUPGMA

OTUOTU (AB) C C d(AB)C

D d(AB)D dCD

A

BC

d(AB)C

2d(AB)C

dAC + dBC

= 2

Mínimo es d(AB)C3er OTU

A

BC

D

UPGMAUPGMAdAB

2

d(AB)C

2d(ABC)D

2

Árbol final con distancias de las

ramas

d(ABC)D = [dAD + dBD + dCD]/3

OTUs: A, B, C y D

Ejemplo de aplicaciónEjemplo de aplicación

OTUOTU A B C B 8 C 4 12 D 18 21 20

A

B

C

D

E

Tiempo

Árbol enraizado

A

B

C D

E

Árbol desenraizado

• OutgroupOutgroup (taxón externo): permite enraizar un árbol desenraizado

La filogenia del hombre y sus parientes más próximos

La filogenia del hombre y sus parientes más próximos

Human

Chimp

Gorila

Orangutan

Gibbon

Pongidae

Hilobatidae

Hominidae

Filogenia tradicional de humanos y antropomorfos

Filogenia tradicional de humanos y 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

MonoRhesus 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 de humanos y primates antropomorfos

Filogenia de humanos y primates antropomorfos

Filogenia actual de humanos y antropomorfos que integra los datos

moleculares y morfológicos

Filogenia actual de humanos y antropomorfos que integra los datos

moleculares y morfológicos

H

C

G

O

G Hilobatidae

Hominidae

Hombre Neandertal Hombre Neandertal

Reconstrucción UPGMAReconstrucción UPGMA

A

CB

D

2

5

10