Inferências evolutivas através de árvores

Transcrição

1 Universidade Federal do Paraná Departamento de Genética Setor Ciências Biológicas Inferências evolutivas através de árvores / Prof. Dr. Daniel Pacheco Bruschi

2 Conceito Geral Por que a o conceito de modificação com descendência se aplica a um modelo de árvores filogenéticas?

3 Homologia para Darwin Homologia Hierarquizada Resultado de EVOLUÇÃO É PORQUE EXISTE EVOLUÇÃO QUE SE OBSERVAM HOMOLOGIAS Evidência central

4 Toda reconstrução filogenética é uma inferência Sistemática filogenética organiza a compreensão da diversidade

5 As relações evolutivas se constroem através do tempo Seleção ou Deriva Mudança de frequência dos alelos através das gerações

6 Conceito Geral Os terminais de uma árvore de espécies escondem uma história primariamente populacional

7 Anagênese ao longo do tempo Diagrama de Ramos Tempo atual A Terminais cladogênese B Tempo 0

8 Princípios de modificação com descendência ANAGÊNESE CLADOGÊNESE Processo pelo qual um caráter surge ou se modifica numa população ao longo do tempo Processo responsável pela ruptura de uma população ancestral Novidades evolutivas (mutação e recombinação) Ruptura de fluxo gênico Papel dos fatores evolutivos na fixação Modulação do tempo e do espaço

9 Desmistificando um cladograma OTU ou Representam produto da história evolutiva Ancestral comum para todos os grupos acima dele. Cada nó simboliza um evento cladogenético.

10 SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA: Cladística Caráter Estados de Caráter Codificação Modo de reprodução Oviparidade Viviparidade A A

11 SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA: Conflitos de caráter Quais os caráters devem ser levados em consideração para contar a história evolutiva de um grupo? Homologias Homoplasias Ancestrais Derivadas

12 SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA: Conflitos de caráter Sinal filogenético Homologias Homoplasias Ancestrais Derivadas Homoplasia morfológica geralmente é gerada por CONVERGÊNCIA Mesma pressão seletiva atuando independente Mesma estrutura fundamental? Mesma Série de desenvolvimento?

13 Discutindo conceitos Por que a característica C não pode ser considerada uma homologia entre as linhagens 1 e 2? HOMOLOGIA pode revelar relações filogenéticas, enquanto HOMOPLASIAS não.

14 SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA: Conflitos de caráter Polvo Caráter: câmaras oculares Peixe de nadadeira raiada Crocodilo Hipopótamo Olhos localizados na porção superior do crânio Homoplasia morfológica geralmente é gerada por CONVERGÊNCIA

15 SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA: Conflitos de caráter Homoplasia molecular é obtida por REVERSÃO

16 SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA: Conflitos de caráter Homologias Homoplasias Ancestrais Derivadas 5 dígitos 1 dígitos 5 dígitos Homologia ancestral Homologia derivada constitui evidência de relações evolutivas entre duas espécies filogeneticamente próximas

17 Homologia ancestral x derivada Plesiomorfia Condição mais antiga, pré-existente, em uma série de transformação Apomorfia Condição mais recente em uma série de transformação de uma condição plesiomórfica Plesiomórfica A B Apomórfica A A A A Plesiomorfia não reúne grupo!

18 Homologia ancestral x derivada Retenção de caráter ancestral Rápida diversificação morfológica Plesiomorfia não reúne grupo!

19 Homologia ancestral x derivada Plesiomorfia Condição mais antiga, pré-existente, em uma série de transformação Homologia ancestral Apomorfia Condição mais recente em uma série de transformação de uma condição plesiomórfica Homologia derivada

20 Homologia ancestral x derivada Plesiomorfia Condição mais antiga, pré-existente, em uma série de transformação Apomorfia Condição mais recente em uma série de transformação de uma condição plesiomórfica Plesiomórfica A B Apomórfica A A A A...Se forem compartilhadas em um grupo de espécies a partir de uma condição plesiomórfica Descendência com modificações Sinapomorfia Sinapomorfias são homologias úteis para inferir relações evolutivas

21 Série de transformação Sequência de modificações que uma determinada estrutura (HOMÓLOGA) sofreu, tornando-se sucessivamente mais derivada

22 Polarização em Série de transformação Sequência de modificações que uma determinada estrutura (HOMÓLOGA) sofreu, tornando-se sucessivamente mais derivada Como polarizar um caráter???

23 Teminologia de ESTADOS DE CARÁTER Apomórfico para um único ramo terminal do cladograma Simplesiomorfia: Compartilhamento de caráter plesiomórfico

24 SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA: Princípios Métodos Cladísticos Determinar homologias ancestrais e derivadas Willi Henning (1966) Comparação por grupo externo Agrupamento de caracteres sinapomórficos CLADOGRAMA

25 A CLADÍSTICA Metodologia por comparação com grupos externos Premissa a priori (condição plesiomórfica) Análise filogenética requer um suposto grupo monofilético dentro dos quais se pretende estudar as relações evolutivas Descendência com modificação ILUMINAÇÃO RECÍPROCA

26 A CLADÍSTICA Metodologia por comparação com grupos externos Análise filogenética requer um suposto grupo monofilético dentro dos quais se pretende estudar as relações evolutivas Conjunto de espécies, incluindo uma ancestral e todas as suas descendentes Sinapomorfia : ancestralidade comum exclusiva

27 Grupo Parafilético ou Polifilético? a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a é o caráter derivado compartilhado pelas espécies 1 e 2 a a é o caráter ancestral compartilhado pelas espécies 2, 3 e 4 a a é uma HOMOPLASIA nas espécies 1 e 3 Grupo monofilético Grupo monofilético Grupo polifilético Grupo parafilético Contém alguns, mas não todos, os descendentes de um ancestral comum. Não inclui o ancestral comum Duas linhagens desenvolvem, convergentemente, condições semelhantes

28 SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA: Sinapomorfias Sinapomorfias e Plesiomorfias dependem do ângulo que se analisa uma filogenia

29 Classificação biológica e evolução? A Lógica Fenética: A B C A 0 B 3 0 C Análise de caracteres Matriz de DISSIMILARIDADES Relações de SIMILARIDADES Classificar uma espécies feneticamente não requer entendimento sobre a evolução

30 Conceito Geral

31 Grupo externo é o grupo de seres vivos aparentados, que surgiram antes da história evolutiva de um determinado grupo analisado. Conceito Geral

32 Como definir as relações de parentesco?

33 Mapeando caracteres em uma topologia

34 Classificação biológica e evolução? Lizard Crocodile Bird Bird Crocodile Lizard

35 Analisando topologias

36 Analisando topologias É um grupo formado por organismos que não possuem um mesmo descendente. Animais de sangue quente - mamíferos e aves - em conjunto formam um grupo polifilético, pois não compartilham de uma sinapomorfia

37 Analisando topologias Reptilia é parafilético em relação á Aves