Практикум 3

Обзор:

В ходе выполнения практикума была продолжена филогенетическая реконструкция представителей таксона Carnivora, начатая в предыдущих практикумах. Было построено новое дерево по последовательностям 12S рРНК (малая митохондриальная рРНК) с укоренением во внешнюю группу (в качестве внешней группы была взята некая антилопа) и применением бутстрепа (100 реплик).

Детальнее про реконструкцию

Мной в ENA не был найден размеченный митохондриальный геном японского соболя (Martes melampus, мнемоника MARME), поэтому его последовательность не была включена в дерево на основе 12S рРНК. Остальные последовательности использовались. Выравнивание проводилось программой muscle с параметрами по-умолчанию. Филогенетическая реконструкция программой fastme с p-distance. Визуализация в iTOL.

Филогенетические деревья




















Рис. 1. Филогенетическое дерево представителей Carnivora на основе последовательностей 12S рРНК.

Дерево аналогично дереву, построеннному по таксономии. Однако интересно, что в отличие от деревьев по цитохрому B, PANTI объединен в кладу с HYABR, а не с VIVIN. Помимимо этого группы видов иначе расположены друг относительно друга: например, все виды, обозначенные черным цветом, объединились в одну кладу, а не разнесены на дереве.



Рис. 2. Филогенетическое дерево представителей Carnivora на основе таксономии.

Представители VIVIN, PANTI, HYABR относятся к подотряду Feliformia (Кошкообразные), а остальные — к отряду Caniformia (Собакообразные). URSAR и MELUS — представители семейства Ursidae (Медвежьи). CANLU, CANAU и VULLA — представители семейства Canidae (Псовые). Это два волка (серый волк и шакал) и лиса. Отсутствие дихотомичности дерева на уровне подотрядов была неизбежна, так как в отряде Хищные выделяется всего два подотряда. В отличие от других деревьев длина ветвей у данного дерева ничего не означает.



Рис. 1. (Ещё раз, для удобства сравнения) Филогенетическое дерево представителей Carnivora на основе последовательностей 12S рРНК.

Дерево аналогично дереву, построеннному по таксономии. Однако интересно, что в отличие от деревьев по цитохрому B, PANTI объединен в кладу с HYABR, а не с VIVIN. Помимимо этого группы видов иначе расположены друг относительно друга: например, все виды, обозначенные черным цветом, объединились в одну кладу, а не разнесены на дереве.



Рис. 3. Филогенетическое дерево представителей Carnivora, филогенетическая реконструкция проведена программой fastme с p-distance в качестве эволюционной модели.







Рис. 4. Филогенетическое дерево представителей Carnivora на основе последовательностей 12S рРНК. Применено укоренение во внешнюю группу. В качестве таковой взята антилопа Sylvicapra grimmia (мнемоника SYLGR) - на дереве отмечена синим цветом. Это подходящая аутгруппа, так как она не относится к отряду Carnivora, однако относится к надотряду Laurasiatheria, как и все остальные организмы на дереве, то есть это не слишком далекая группа. В сравнении с деревом без аутгруппы расположение и состав клад не изменились. Однако поменялись длины ветвей разных групп друг относительно друга.



Рис. 5. Филогенетическое дерево представителей Carnivora на основе последовательностей 12S рРНК. Применено укоренение во внешнюю группу и бутстреп (100 реплик). Можно заметить, что те клады, которые существуют не на всех деревьях (например, между которыми есть различия на дереве по 12S и по цитохрому B), имеют более низкую поддержку чем клады, которые существуют на всех деревьях, включая построенное по таксономии. Например, клады PANTI + HYABR (80) и жёлтые + черные (выделенные таким цветом на деревьях) (50) в отличие от клады MELUS + URSAR (100). Таким образом на моём дереве можно проследить закономерность "верно реконструировано - высокий бутстреп", но только моих данных мало чтобы быть полностью уверенным.



Комментарий по получившемуся укоренению: Топология дерева немного изменилась. Появилась клада, объединяющая VIVIN, HYABR, PANTI, VULLA, CANLU, CANAU, которой не было на дереве по 12S РНК без укоренения и на эталонном дереве по таксономии. А клады, объединяющей зелёных, жёлтых и чёрных (обозначенных данным цветом на дереве) больше нет. Следовательно, возможно, укоренение не слишком удачное.