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Teoria e Prática de Sistemática Filogenética

Ementa

Princípios da sistemática filogenética e pensamento filogenético (tree thinking), reconstrução filogenética, interpretação de árvores filogenéticas e uso de filogenias.

Detalhes

Local: Sala de aula da Pós-Graduação em Botânica do INPA
Data: 24 de abril a 05 de Maio de 2017
Professores:

  • Alberto Vicentini - alberto.vicentini@inpa.gov.br
  • Mário Henrique Terra Araujo - araujo.mht@gmail.com
  • Eduardo Prata - eduardombprata@gmail.com

Programa

Durantes a disciplina estudaremos o livro Tree Thinking de Baum & Smith 2013, um ou dois capítulos por dia. E completaremos a sua leitura com atividades práticas, para as quais cada aluno deverá trabalhar dados moleculares (e traits) de sua escolha, que poderão ser obtidos da internet, de artigos científicos, ou seus dados preeliminares.

Como a leitura será feita em sala de aula seguida de discussão e atividade de estruturação das idéias em grupo, é muito importante a participação ativa de todos os alunos durante o período das aulas.

Para a avaliação serão pontuados: a participação nas atividades em sala de aula, os exercícios feitos em sala de aula e um relatório final das análises feitas com os dados moleculares de sua escolha.

PARTE I - INTERPRETANDO FILOGENIAS

Dia 24 - Introdução

  • Manhã - 8:00 as 12:00


A. M. Crisp, L. Cook, Mar 2005. Do early branching lineages signify ancestral traits?. Trends in Ecology \& Evolution, 20, Elsevier BV, pp.122–128, ISSN 0169-5347.
B. Nathalie Gontier, 2011. Depicting the Tree of Life: the Philosophical and Historical Roots of Evolutionary Tree Diagrams. Evolution: Education and Outreach, 4, pp.515–538, ISSN 1936-6434.
C. Sean Nee, May 2005. The great chain of being. Nature, 435, Nature Publishing Group, pp.429–429, ISSN 1476-4679.
D. Robert Ohara, 1997. Population Thinking and Tree Thinking in Systematics. Zoologica Scripta, 26, pp.323-329.
E. Kevin E. Omland, Lyn G. Cook, Michael D. Crisp, Sep 2008. Tree thinking for all biology: the problem with reading phylogenies as ladders of progress. BioEssays, 30, Wiley-Blackwell, pp.854–867, ISSN 1521-1878.

Dia 25 - Evolução de caracteres + Filogenia e Taxonomica


A. Kevin de Queiroz, 2006. The PhyloCode and the Distinction between taxonomy and Nomeclature. Systematic Biology, 55, pp.160 - 162.
B. Max C. Langer, 2001. Linnaeus and the PhyloCode: where are the differences?. Taxon, pp.1091 - 1096.
C. Peter F. Stevens, 1997. How to Interpret Botanical Classifications: Suggestions from History. BioScience, 47, American Institute of Biological Sciences, Oxford University Press, pp.243-250, ISSN 00063568, 15253244.
D. Peter F. Stevens, 1997. Mind, memory and history: How classifications are shaped by and through time, and some consequences. Zoologica Scripta, 26, Blackwell Publishing Ltd, pp.293–302, ISSN 1463-6409.
E. Mario C. C. Pinna, Dec 1991. CONCEPTS. Cladistics, 7, Wiley-Blackwell, pp.367–394, ISSN 1096-0031.
F. Russell D. Fernald, 2004. Eyes: Variety Development and Evolution. Brain Behav Evol, 64, S. Karger AG, pp.141–147, ISSN 0006-8977.
G. Quentin C. B. Cronk, Aug 2001. Plant evolution and development in a post-genomic context. Nature Reviews Genetics, 2, Nature Publishing Group, pp.607–619, ISSN 1471-0064.
H. BRIAN K. HALL, 2003. Descent with modification: the unity underlying homology and homoplasy as seen through an analysis of development and evolution. Biological Reviews, 78, Blackwell Publishing Ltd, pp.409–433, ISSN 1469-185X.
I. Edith Heard, Robert A. Martienssen, 2014. Transgenerational Epigenetic Inheritance: Myths and Mechanisms. Cell, 157, pp.95 - 109.

Dia 26 - Gene Trees vs Species Trees


A. Lex E. Flagel, Jonathan F. Wendel, Aug 2009. Gene duplication and evolutionary novelty in plants. New Phytologist, 183, Wiley-Blackwell, pp.557–564, ISSN 1469-8137.
B. Jonathan F. Wendel, Corrinne E. Grover, 2015. Taxonomy and Evolution of the Cotton Genus, Gossypium. Cotton, Madison, WI: American Society of Agronomy, Inc., Crop Science Society of America, Inc., and Soil Science Society of America, Inc.
C. Joost van Heerwaarden, John Doebley, William H. Briggs, Jeffrey C. Glaubitz, Major M. Goodman, Jose de Jesus Sanchez Gonzalez, Jeffrey Ross-Ibarra, 2011. Genetic signals of origin, spread, and introgression in a large sample of maize landraces. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108, pp.1088-1092.
D. Gergely J. Szöllősi, Eric Tannier, Vincent Daubin, Bastien Boussau, 2014. The inference of gene trees with species trees. Systematic Biology.
E. J. Peter Gogarten, Jeffrey P. Townsend, 2005. Horizontal gene transfer, genome innovation and evolution. Nat Rev Micro, 3, Nature Publishing Group, pp.679–687, ISSN 1740-1526.
F. Sabine S. Jakob, Frank R. Blattner, 2006. A Chloroplast Genealogy of Hordeum (Poaceae): Long-Term Persisting Haplotypes, Incomplete Lineage Sorting, Regional Extinction, and the Consequences for Phylogenetic Inference. Molecular Biology and Evolution, 23, pp.1602-1612.


PARTE II - INFERÊNCIA FILOGENÉTICA

Dia 27 Parcimônia


A. J. Bergsten, 2005. A review of long-branch attraction. Cladistics, 21, pp.163–193.
B. David A. Morrison, 2015. Is Sequence Alignment an Art or a Science?. Systematic Botany, 40, pp.14–26.


Dia 28

GREVE GERAL NO BRASIL - NÃO HAVERÁ AULA - PARTICIPE

Dia 02 Inferência Filogenética - Máxima Verosimilhança e métodos Bayesianos


Dia 03 Estatistica para Teste de Hipóteses Filogenéticas


Dia 04 Usando Árvore para entender diversificação no espaço e no tempo


Dia 05 Usando Árvores para entender evolução de caracteres


A. Alberto Vicentini, Janet C. Barber, Sandra S. Aliscioni, Liliana M. Giussani, Elizabeth A. Kellogg, 2008. The age of the grasses and clusters of origins of C4 photosynthesis. Global Change Biology, 14, Blackwell Publishing Ltd, pp.2963–2977, ISSN 1365-2486.

Projeto Final

Prazo máximo: 05-06-2017
O projeto final da disciplina deve conter as análises dos dados que você compilou do GenBank durante a disciplina e deve conter, minimamente, as práticas de cada capítulo da parte II do livro:

  • Uma descrição dos dados baixados (espécies, marcadores, outgroups) a partir dos arquivos gerados na Preparação de dados de múltiplos genes. A tabela de metadados gerada, com os identificadores das sequencias utilizadas deve ser incluida no relatório (um anexo ou tabela).
  • Contextualize os dados de acordo com algumas perguntas do que você quer responder com eles
  • Faça os alinhamentos dos dados gerados Inferência de Homologia Primária, explore no Aliview os comandos no menu Edit (na parte de baixo, reverse complement e outros reverse e complements), e entenda porque é importante considerar isso no alinhamento do Mafft (adjust direction of sequence based on the 1st options). Brinque com o Gap Penealty e gere dois alinhamentos: 1) com o gap penalty padrão (PADRÃO); 2) outro com um gap penalty menor que 1 (GAPPY); 3) explore outros parâmetros
  • HPT - testando congruência entre os marcadores - pode simplificar concatenando marcadores e cloroplasto e comparando cpdna com cada marcador nuclear e eles entre si. Faça uma tabela mostrando o resultado desses testes.
  • Faça Inferências por Parcimônia dos dois alinhamentos gerados para apenas 1 marcador e produza dois gráficos mostrando o consenso stricto de cada análise. Compare os resultados.
  • Com alinhamento PADRÃO, faça Inferências por Parcimônia para cada marcador ou marcadores concatenados (para os grupos que a comparação HPT não der significativa). Pode usar marcadores de cloroplasto concatenados nessas análises. Gere um consenso stricto para cada análise e compare os resultados.
  • Faça uma análise de boostrap para suporte dos clados numa inferência de parcimônia para os dados usados no passo acima. (pode implementar este passo e o anterior na mesma análise no CIPRES, de fato tudo o que quiser fazer com os dados)
  • Faça inferências de Máxima Verosimilhança (ML) para os dados usados no passo acima, usando PAUP e PhylM. Compare os resultados. Não precisa fazer análise de boostrap no PAUP para ML.
  • FIXME Fazer uma análise bayesiana no Beast para todos os marcadores, fazendo uma datação relativa dos seus dados (se tiver calibrações por fósseis melhor)
  • FIXME Fazer uma reconstrução de caracteres ancestrais na topologia gerada no passo anterior para todas as variáveis, ecológicas, fenotípicas e geográficas que você quiser. (no mínimo 1).
  • Discutir os resultados obtidos, escrevendo um pequeno artigo científico com tudo isso. Deve ter Resumo, Introdução, Metodologia, Resultados & Discussão, Referências.


Recursos Adicionais

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  • Última modificação: 13/14/2020 16:14
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