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

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.