Un modelo covarión para la estimación filogenética utilizando conjuntos de datos morfológicos discretos | JoVE Visualize

Área de la Ciencia:

Biología Evolutiva
Filogenética
Biología Computacional

Sus antecedentes:

Las tasas de evolución de los caracteres morfológicos son heterogéneas en las filogenias y varían entre los caracteres.
Los modelos filogenéticos tradicionales a menudo asumen procesos de Markov homogéneos en el tiempo, sin capturar la variación de la tasa específica del linaje.
Los modelos existentes con variación de la tasa entre caracteres no abordan la dinámica específica del linaje para caracteres individuales.

Objetivo del estudio:

Extender el modelo covarion para datos moleculares a la evolución de caracteres morfológicos, denominado modelo covariomorfo.
Implementar y aplicar el modelo covariomorfo en RevBayes a diversos conjuntos de datos morfológicos.
Investigar el impacto de los cambios de tasa específicos del linaje y del carácter en la inferencia filogenética.

Principales métodos:

Se desarrolló el modelo covariomorfo, utilizando múltiples categorías de tasas de una distribución de probabilidad discretizada para escalar las matrices de tasas.
Se permitió que los caracteres evolucionaran dentro y cambiaran entre categorías de tasas durante el proceso evolutivo.
Se validó el modelo a través de simulaciones y se aplicó a 164 conjuntos de datos morfológicos empíricos.

Principales resultados:

El modelo covariomorfo se implementó y verificó con éxito mediante simulaciones.
Aproximadamente la mitad de los conjuntos de datos empíricos mostraron patrones de heterogeneidad de tasas consistentes con dinámicas similares a covariones.
El análisis de conjuntos de datos focales reveló que el modelo covariomorfo impacta significativamente la topología del árbol y las longitudes de las ramas en comparación con los modelos tradicionales.

Conclusiones:

El modelo covariomorfo ofrece un enfoque más matizado para incorporar la variación de la tasa entre linajes y caracteres en la filogenética morfológica.
La consideración de los cambios de tasa específicos del linaje y del carácter mejora la precisión de la inferencia filogenética.
La sensibilidad del modelo a las longitudes de las ramas resalta su importancia para la estimación de tiempos de divergencia y los cálculos de tasas evolutivas.