Pruebas moleculares de la evolucion

Respuestas a la hoja de trabajo sobre pruebas moleculares de la evolución

Utilizamos los fósiles mencionados anteriormente para crear siete calibraciones de fósiles con un conjunto de datos de secuencias de nueve genes para reevaluar la cronología del origen y la diversificación de los roedores. Para el muestreo de los taxones, incluimos los principales linajes de roedores y realizamos un muestreo exhaustivo dentro de Dipodoidea para incluir las seis subfamilias, un enfoque que denominamos muestreo de taxones “ascendente” (es decir, construir un modelo analítico a partir de una base de muchas muestras de datos individuales, frente al enfoque “descendente” de inferir un modelo analítico a partir de relativamente pocos puntos de datos). Este enfoque de muestreo nos permitió incorporar con precisión estos nuevos puntos de calibración basados en fósiles de dipodoides chinos que son comparativamente recientes en el tiempo geológico. Nuestro análisis implementa un modelo de reloj molecular relajado utilizando enfoques bayesianos y de máxima verosimilitud. Nuestros resultados sugieren que los roedores se originaron y diversificaron después del límite K/Pg a principios del Cenozoico, un hallazgo consistente con los patrones encontrados en el registro fósil.

Hoja de trabajo sobre la evidencia molecular de la evolución

El origen y la evolución de la fotosíntesis han permanecido durante mucho tiempo enigmáticos debido a la falta de información sobre la secuencia de los genes de la fotosíntesis en todo el dominio fotosintético. Para investigar la historia evolutiva temprana de la fotosíntesis, obtuvimos nueva información de la secuencia de varios genes de fotosíntesis de la bacteria verde azufrada Chlorobium tepidum y de la bacteria verde no azufrada Chloroflexus aurantiacus. Se identificaron un total de 31 marcos de lectura abiertos que codifican enzimas implicadas en la biosíntesis de bacterioclorofila/porfirina, la biosíntesis de carotenoides y la transferencia fotosintética de electrones en unos 100 kilobases de secuencia genómica. Los análisis filogenéticos de los múltiples genes de biosíntesis de magnesio-tetrapirrol utilizando una combinación de métodos de distancia, máxima parsimonia y máxima verosimilitud indican que las heliobacterias son las más cercanas al último ancestro común de todos los linajes fotosintéticos oxigenados y que las bacterias verdes del azufre y las bacterias verdes no sulfurosas son las parientes más cercanas entre sí. Los análisis de parsimonia y distancia identifican además a las bacterias púrpuras como el linaje fotosintético emergente más temprano. Estos resultados cuestionan las conclusiones anteriores basadas en los análisis del ARN ribosómico 16S y Hsp60/Hsp70, según las cuales las bacterias verdes no azufradas o las heliobacterias son los primeros fotótrofos. El consenso general de nuestro análisis filogenético, según el cual la biosíntesis de la bacterioclorofila evolucionó antes que la biosíntesis de la clorofila, también se opone a la hipótesis de Granick, sostenida desde hace tiempo.

Pruebas moleculares de los ejemplos de evolución

Derivados de la hibridación y la duplicación cromosómica, los alopoliploides siempre muestran morfologías intermedias en comparación con sus progenitores. Muchos apomícticos alopoliploides son facultativos, y se hipotetiza que su retrocruzamiento con parientes sexuales conduce a múltiples orígenes evolutivos para los linajes apomícticos; las diferencias morfológicas entre estas especies con apomixis pueden ser muy pequeñas (Van der Hulst et al., 2000; Paun et al., 2006; Sochor et al., 2015). La interacción de la hibridación, la poliploidía y la apomixis generó un gran número de especies descritas en Rosaceae, cuya clasificación taxonómica ha sido un reto para generaciones de investigadores. Estas especies no son fácilmente distinguibles y sólo tienen diferencias morfológicas relativamente menores.

Figura 1. Ilustraciones morfológicas de tres taxones de Cotoneaster, C. dielsianus (a,b), híbrido putativo (c,d) y C. glaucophyllus (e,f) investigados en este estudio. Las flores y los frutos de tres taxones se muestran en los seis cuadros.

Las secuencias obtenidas se editaron y analizaron con el software Geneious R8 (Biomatters, Ltd., Auckland, Nueva Zelanda). Para determinar los posibles números de copias en el genoma, se realizó una búsqueda BLASTN contra las bases de datos del genoma de la manzana (http://www.rosaceae.org/species/malus/malus_x_domestica/genome_v1.0) con un umbral de puntuación de bits de >100 y un valor E de corte de 1e-6. No se detectaron más de dos coincidencias en cada uno de los cinco genes investigados (Tabla 3), lo que indica que se trataba de regiones de una sola copia o de poca copia en el genoma. Además, se desarrollaron otros 2-3 pares de cebadores para anclar sitios diferentes para cada uno de los genes nucleares (datos no mostrados). Obtuvimos secuencias idénticas utilizando fragmentos de productos de PCR trazados por estos cebadores, confirmando que es muy probable que sean ortólogos en Cotoneaster.

Radiación adaptativa

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La evolución molecular es el proceso de cambio en la composición de la secuencia de las moléculas celulares como el ADN, el ARN y las proteínas a través de las generaciones. El campo de la evolución molecular utiliza los principios de la biología evolutiva y la genética de poblaciones para explicar los patrones de estos cambios. Los principales temas de la evolución molecular se refieren a las tasas e impactos de los cambios de un solo nucleótido, la evolución neutra frente a la selección natural, los orígenes de los nuevos genes, la naturaleza genética de los rasgos complejos, la base genética de la especiación, la evolución del desarrollo y las formas en que las fuerzas evolutivas influyen en los cambios genómicos y fenotípicos.

La historia de la evolución molecular comienza a principios del siglo XX con la bioquímica comparativa y el uso de métodos de “huella digital” como los ensayos inmunológicos, la electroforesis en gel y la cromatografía en papel en la década de 1950 para explorar las proteínas homólogas[1][2].