967 resultados para Phylogenetic Characters
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The current phylogenetic hypothesis for the evolution and biogeography of fiddler crabs relies on the assumption that complex behavioral traits are assumed to also be evolutionary derived. Indo-west Pacific fiddler crabs have simpler reproductive social behavior and are more marine and were thought to be ancestral to the more behaviorally complex and more terrestrial American species. It was also hypothesized that the evolution of more complex social and reproductive behavior was associated with the colonization of the higher intertidal zones. Our phylogenetic analysis, based upon a set of independent molecular characters, however, demonstrates how widely entrenched ideas about evolution and biogeography led to a reasonable, but apparently incorrect, conclusion about the evolutionary trends within this pantropical group of crustaceans. Species bearing the set of "derived traits" are phylogenetically ancestral, suggesting an alternative evolutionary scenario: the evolution of reproductive behavioral complexity in fiddler crabs may have arisen multiple times during their evolution. The evolution of behavioral complexity may have arisen by coopting of a series of other adaptations for high intertidal living and antipredator escape. A calibration of rates of molecular evolution from populations on either side of the Isthmus of Panama suggest a sequence divergence rate for 16S rRNA of 0.9% per million years. The divergence between the ancestral clade and derived forms is estimated to be approximately 22 million years ago, whereas the divergence between the American and Indo-west Pacific is estimated to be approximately 17 million years ago.
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Phylogenetic analyses are increasingly used in attempts to clarify transmission patterns of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1), but there is a continuing discussion about their validity because convergent evolution and transmission of minor HIV variants may obscure epidemiological patterns. Here we have studied a unique HIV-1 transmission cluster consisting of nine infected individuals, for whom the time and direction of each virus transmission was exactly known. Most of the transmissions occurred between 1981 and 1983, and a total of 13 blood samples were obtained approximately 2-12 years later. The p17 gag and env V3 regions of the HIV-1 genome were directly sequenced from uncultured lymphocytes. A true phylogenetic tree was constructed based on the knowledge about when the transmissions had occurred and when the samples were obtained. This complex, known HIV-1 transmission history was compared with reconstructed molecular trees, which were calculated from the DNA sequences by several commonly used phylogenetic inference methods [Fitch-Margoliash, neighbor-joining, minimum-evolution, maximum-likelihood, maximum-parsimony, unweighted pair group method using arithmetic averages (UPGMA), and a Fitch-Margoliash method assuming a molecular clock (KITSCH)]. A majority of the reconstructed trees were good estimates of the true phylogeny; 12 of 13 taxa were correctly positioned in the most accurate trees. The choice of gene fragment was found to be more important than the choice of phylogenetic method and substitution model. However, methods that are sensitive to unequal rates of change performed more poorly (such as UPGMA and KITSCH, which assume a constant molecular clock). The rapidly evolving V3 fragment gave better reconstructions than p17, but a combined data set of both p17 and V3 performed best. The accuracy of the phylogenetic methods justifies their use in HIV-1 research and argues against convergent evolution and selective transmission of certain virus variants.
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Evolutionary trees are often estimated from DNA or RNA sequence data. How much confidence should we have in the estimated trees? In 1985, Felsenstein [Felsenstein, J. (1985) Evolution 39, 783-791] suggested the use of the bootstrap to answer this question. Felsenstein's method, which in concept is a straightforward application of the bootstrap, is widely used, but has been criticized as biased in the genetics literature. This paper concerns the use of the bootstrap in the tree problem. We show that Felsenstein's method is not biased, but that it can be corrected to better agree with standard ideas of confidence levels and hypothesis testing. These corrections can be made by using the more elaborate bootstrap method presented here, at the expense of considerably more computation.
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The origin of land vertebrates was one of the major transitions in the history of vertebrates. Yet, despite many studies that are based on either morphology or molecules, the phylogenetic relationships among tetrapods and the other two living groups of lobe-finned fishes, the coelacanth and the lungfishes, are still unresolved and debated. Knowledge of the relationships among these lineages, which originated back in the Devonian, has profound implications for the reconstruction of the evolutionary scenario of the conquest of land. We collected the largest molecular data set on this issue so far, about 3,500 base pairs from seven species of the large 28S nuclear ribosomal gene. All phylogenetic analyses (maximum parsimony, neighbor-joining, and maximum likelihood) point toward the hypothesis that lungfishes and coelacanths form a monophyletic group and are equally closely related to land vertebrates. This evolutionary hypothesis complicates the identification of morphological or physiological preadaptations that might have permitted the common ancestor of tetrapods to colonize land. This is because the reconstruction of its ancestral conditions would be hindered by the difficulty to separate uniquely derived characters from shared derived characters in the coelacanth/lungfish and tetrapod lineages. This molecular phylogeny aids in the reconstruction of morphological evolutionary steps by providing a framework; however, only paleontological evidence can determine the sequence of morphological acquisitions that allowed lobe-finned fishes to colonize land.
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Evolutionary theory predicts the recent spread of primate immunodeficiency viruses (PIVs) to new human populations to be accompanied by positive selection in response to new host environments and/or by random genetic drift. I assess evidence for positive selection in human and chimpanzee PIVs type I (PIV1s), using ratios of synonymous to nonsynonymous nucleotide change based on branch lengths and outgroup rooting. Ratios are smaller for PIV1s from humans than for PIV1 from a chimpanzee for the pol, gag, and env glycoprotein 120 (gp120) regions, indicating greater effects of positive selection in PIV1s from humans. Parsimony-based relative rate tests for amino acid changes showed significant differences between PIV1s from humans and chimpanzees in 18 of 48 pairwise comparisons, with all 18 showing faster rates of change in PIV1s from humans. This study indicates that in some instances, the recent evolution of human PIV1s follows a speciational pattern, in which increased diversification of taxa is correlated with greater amounts of character change appearing and being maintained through time. This extends the generality of the speciational pattern to a group of organisms (viruses) having the fastest known rates of anagenetic change for nucleotide characters and indicates that comprehensive understanding of PIV1 evolution requires consideration of both anagenetic change within viral lineages and the relative historical success of different viral clades. Phylogenetic analyses show that neither PIV1s infecting humans nor those infecting chimpanzees represent monophyletic groups and suggest multiple host-species shifts for PIV1s.
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A symbiosis-based phylogeny leads to a consistent, useful classification system for all life. "Kingdoms" and "Domains" are replaced by biological names for the most inclusive taxa: Prokarya (bacteria) and Eukarya (symbiosis-derived nucleated organisms). The earliest Eukarya, anaerobic mastigotes, hypothetically originated from permanent whole-cell fusion between members of Archaea (e.g., Thermoplasma-like organisms) and of Eubacteria (e.g., Spirochaeta-like organisms). Molecular biology, life-history, and fossil record evidence support the reunification of bacteria as Prokarya while subdividing Eukarya into uniquely defined subtaxa: Protoctista, Animalia, Fungi, and Plantae.
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DNA was extracted from the extinct American mastodon, the extinct woolly mammoth, and the modern Asian and African elephants to test the traditional morphologically based phylogeny within Elephantidae. Phylogenetic analyses of the aligned sequences of the mitochondrial gene cytochrome b support a monophyletic Asian elephant-woolly mammoth clade when the American mastodon is used as an outgroup. Previous molecular studies were unable to resolve the relationships of the woolly mammoth, Asian elephant, and African elephant because the sequences appear to have evolved at heterogeneous rates and inappropriate outgroups were used for analysis. The results demonstrate the usefulness of fossil molecular data from appropriate sister taxa for resolving phylogenies of highly derived or early radiating lineages.
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The hoatzin (Opisthocomus hoazin) lives in the humid lowlands of northern and central South America, often in riparian habitats. It is a slender bird approximately 65 cm in length, brownish with lighter streaks and buffy tips to the long tail feathers. The small head has a ragged, bristly crest of reddish-brown feathers, and the bare skin of the face is bright blue. It resembles a chachalaca (Ortalis, Cracidae) in size and shape, but its plumage and markings are similar to those of the smaller guira cuckoo (Guira guira). The hoatzin (pronounced Watson) has been a taxonomic puzzle since it was described in 1776. It usually has been viewed as related to the gallinaceous birds, but alliances to other groups have been suggested, including the cuckoos. We present DNA sequence evidence from the 12S and 16S rRNA mitochondrial genes, and from the nuclear gene that codes for the eye lens protein, alpha A-crystallin. The results indicate that the hoatzin is most closely related to the typical cuckoos and that the divergence occurred at or near the base of the cuculiform phylogenetic tree.
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Using allozymes and mtDNA sequences from the cytochrome b gene, we report that the brown kiwi has the highest levels of genetic structuring observed in birds. Moreover, the mtDNA sequences are, with two minor exceptions, diagnostic genetic markers for each population investigated, even though they are among the more slowly evolving coding regions in this genome. A major unexpected finding was the concordant split in molecular phylogenies between brown kiwis in the southern South Island and elsewhere in New Zealand. This basic phylogeographic boundary halfway down the South Island coincides with a fixed allele difference in the Hb nuclear locus and strongly suggests that two morphologically cryptic species are currently merged under one polytypic species. This is another striking example of how molecular genetic assays can detect phylogenetic discontinuities that are not reflected in traditional morphologically based taxonomies. However, reanalysis of the morphological characters by using phylogenetic methods revealed that the reason for this discordance is that most are primitive and thus are phylogenetically uninformative. Shared-derived morphological characters support the same relationships evident in the molecular phylogenies and, in concert with the molecular data, suggest that as brown kiwis colonized northward from the southern South Island, they retained many primitive characters that confounded earlier systematists. Strong subdivided population structure and cryptic species in brown kiwis seem to have evolved relatively recently as a consequence of Pleistocene range disjunctions, low dispersal power, and genetic drift in small populations.
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O presente trabalho trata do gênero de porcelanídeos Megalolobrachium Stimpson, 1858 e está organizado em três partes: (1) uma revisão taxonômica das espécies atualmente atribuídas a Megalobrachium Stimpson, 1858; (2) uma revisão da diversidade morfológica do gênero em um contexto maior dentro de Porcellanidae; e (3) uma análise cladística a partir de dados morfológicos com o intuito de testar o monofiletismo de Megalobrachium e propor a primeira hipótese filogenética para o gênero. A revisão taxonômica se baseou no estudo de material abundante de diferentes localidades do Pacífico oriental e Atlântico ocidental. Uma nova espécie de Megalobrachium é descrita com base no material das costas pacíficas do Panamá e Colômbia, totalizando 13 espécies em Megalobrachium. Para a análise filogenética, foram obtidos 151 caracteres; o grupo-externo foi composto por quatro espécies de três gêneros: Pachycheles Stimpson, 1858, Pisidia Leach, 1820, e Porcellana Lamarck, 1801. Uma única árvore (314 passos; IC: 64; IR: 80) foi obtida, com dois clados. O primeiro clado inclui espécies com lobos da fronte marcadamente flexionados, flagelo da antena curto, com artículos longos, patas ambulatórias curtas e robustas, abdome subtriangular em machos, pleópodo feminino iv com três segmentos, e urópodos curtos. O segundo clado contém espécies com lobos da fronte não flexionados, flagelo da antena longo, com artículos curtos, patas ambulatórias longas e delgadas, abdome sub-retangular, pleópodo feminino iv com dois segmentos, urópodos longos. O primeiro clado corresponde a Porcellanopsis Rathbun, 1910 (espécie-tipo P. festae (Nobili, 1901)), previamente tratado como sinônimo de Megalobrachium. Contudo, a combinação de diferenças morfológicas entre Megalobrachium e Porcellanopsis justifica a revalidação de Porcellanopsis. Três espécies foram erroneamente registradas no Pacífico oriental (M. mortenseni Haig, 1962, P. rosea (Rathbun, 1900) e P. soriata (Say, 1818)); essas espécies são exclusivamente distribuídas no Atlântico ocidental.
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Embora os escamados sejam comumente encontrados em sítios fossilíferos cenozóicos sul−americanos, materiais esqueléticos completos são raros. Apenas alguns poucos exemplares assim foram registrados, com a maioria dos achados representando materiais fragmentários de crânio e mandíbulas ou vértebras isoladas. Dentre as localidades provedoras de vertebrados fósseis na América do Sul, a Formação Chichínales se destaca pela recente descoberta, em seus sedimentos, de um crânio quase completo de um lagarto teiídeo previamente desconhecido. Dada a fauna associada, a idade da formação é definida como Mioceno Temprano (Colhuehuapense). No presente estudo, conclui−se, através de uma análise filogenética contendo 39 espécies viventes e fósseis de escamados e 149 caracteres osteológicos, que este material pertence a uma nova espécie do gênero contemporâneo Callopistes. Uma descrição morfológica detalhada do fóssil, obtida através de análises estereoscópicas e de microtomografia computadorizada de alta resolução (CT Scan), também é apresentada. A matriz morfológica foi analisada com o auxílio do software TNT Versão 1.1, seguindo o princípio de máxima parcimônia, com todos os caracteres tratados com a mesma pesagem, resultando em quatro árvores igualmente parcimoniosas, que foram então utilizadas para a construção de uma árvore de consenso estrito. Em todas as quatro árvores, o novo táxon posicionou−se dentro da família Teiidae como um membro do clado formado pelas demais espécies viventes de Callopistes. Entretanto, não foi possível estabelecer uma relação de grupo−irmão inequívoca entre as duas espécies de Callopistes presentes na análise e o fóssil. A atual distribuição das duas espécies viventes de Callopistes e a localidade de onde foi recuperado o fóssil em estudo indicam que esse gênero possuía uma distribuição muito mais ampla no passado, chegando a áreas patagônicas cis−Andinas, diferentemente das áreas trans−Andinas de altitude onde as duas espécies atuais estão restritas
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São reconhecidos 90 nomes específicos válidos de Crenicichla e oito de Teleocichla. Juntos, os dois gêneros-alvo do presente estudo compreendem quase 1/5 da diversidade total de Cichlinae, subfamília neotropical de Cichlidae. Apesar das espécies de Crenicichla e Teleocichla formarem um clado bem corroborado através de filogenias baseadas tanto em dados morfológicos quanto em dados moleculares, as relações entre as suas espécies foram ainda pouco estudadas. Os dois estudos filogenéticos de Crenicichla conhecidos são parcialmente discordantes entre si e incorporaram apenas uma parcela da diversidade do grupo. Baseados apenas em dados moleculares, não foram acompanhados por um estudo de caracteres morfológicos que indicariam as sinapomorfias ou características diagnósticas para identificação dos grupos monofiléticos delimitados. No presente estudo, os principais objetivos consistem em testar o monofiletismo do grupo formado pelas espécies de Crenicichla e Teleocichla e identificar e definir unidades monofiléticas dentro desse grupo, com base na análise cladística de caracteres morfológicos. Como objetivo secundário, são testadas as recentes hipóteses de relações filogenéticas dessas espécies com as demais espécies de ciclídeos neotropicais. Foram incluídas todas as espécies válidas de Teleocichla e 54 espécies válidas de Crenicichla (60% das espécies válidas), além de uma espécie nova de Teleocichla e cinco prováveis espécies novas de Crenicichla. 20 representantes de diferentes linhagens de Cichlinae foram incluídos, totalizando 88 táxons terminais. As análises cladísticas foram realizadas a partir de uma matriz com 211 caracteres provenientes do estudo comparado de morfologia externa, incluindo padrões de colorido e osteologia. Além da análise com pesagens igualitárias, foram explorados também os resultados das análises com pesagem implícita utilizando diferentes valores da variável k e com pesagem sucessiva. A partir da comparação e discussão dos resultados obtidos a partir das diferentes análises, a topologia obtida através da análise com pesagem implícita utilizando o valor de k=3 foi escolhida para obtenção das inferências filogenéticas. Duas classificações alternativas foram discutidas e, a fim de minimizar mudanças nomenclaturais, aquela baseada no reconhecimento de subgêneros de Crenicichla correspondendo aos grupos monofiléticos encontrados foi preferida em detrimento da proposta baseada no reconhecimento de vários gêneros. Isso porque o posicionamento de Crenicichla macrophthalma (espécie-tipo de Crenicichla) continua sendo considerado instável. O gênero Crenicichla é corroborado como um grande clado formado por todas as espécies de Crenicichla e Teleocichla incluídas e é sustentado por 40 sinapomorfias não-ambíguas. Um complexo cenário foi encontrado quanto às relações entre as espécies de Crenicichla, com várias linhagens dentro desse grande grupo, assim como era previsto de acordo com estudos filogenéticos prévios. As relações entre essas linhagens, por outro lado, são ainda instáveis, podendo variar de acordo com os diferentes tipos de pesagem aplicados e apresentam algumas divergências em relação aos estudos prévios, que também divergem entre si. Teleocichla é um grupo monofilético dentro de Crenicichla e foi considerado como um de seus oito subgêneros. O subgênero Crenicichla é constituído apenas por Crenicichla macrophthalma. Os seis subgêneros restantes (Wallaciia, Batrachops, Hemeraia, Saxatilia, Lugubria e Lacustria) correspondem totalmente ou parcialmente a grupos de espécies de Crenicichla previamente existentes na literatura. Em Lacustria, quatro complexos de espécies foram delimitados: C. missioneira, C. scotti, C. jaguarensis e C. lacustris sensu stricto. Foram listadas as espécies nominais de cada subgênero e uma diagnose para auxiliar a identificação dos mesmos foi elaborada. Uma nova hipótese de relações de Crenicichla em Cichlinae é inferida a partir da análise realizada, na qual Crenicichla é grupo-irmão de um clado formado por Chaetobranchus flavescens e todos os representantes de Cichlasomatini e Geophagini incluídos
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Propôe-se classificação dos Phlebotominae, com ênfase para os da América, baseada em cladograma obtido pela análise de 101 caracteres. Os estudos foram desenvolvidos a partir do exame detalhado da morfologia dos adultos das espéciés-tipos dos gêneros e subgêneros americanos e das espécies denominativas ou representativas de seus grupos e séries de espécies. Quando possível, os estudos foram complementados pela observação de alguns caracteres em espécimens adicionais de cada grupo e informações bibliográficas. Incluiram-se, ainda, no estudo as espécies-tipos dos gêneros do Velho Mundo, Phlebotomus e Sergentomyia e, espécies dos gêneros Bruchomyia e Nemopalpus de Bruchomyiinae (grupo externo). Apresenta-se, segundo a classificação proposta até o nivel de série, o elenco das espécies e subespécies americanas, com a distribuiçâo geográfica. Descrevem-se os táxons novos: Blancasmyia, gen.n.; B1.(Blancasmyia), subgen.n.; B1. (Higonemyia), subgen.n.; Psychodopygus (Martinsimyia), subgen.n.; Ps.(Rodentophagus), subgen.n.; Sergentomyia (Coquillettimyia), subgen.n.;S.(Falcaomyia), subgen.n. e S.(Flochimyia), subgen.n. Acrescentam-se chaves para a identificação das categorias coletivas.
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Kingsleyini corresponde a uma das cinco tribos de Pseudothelphusidae, grupo exclusivamente americano de caranguejos de água doce. Atualmente a tribo inclui 59 espécies agrupadas em 13 gêneros, com distribuição associada aos rios, riachos e igarapés das bacias do Amazonas e do Orinoco. Desde a criação de Kingsleyini o aumento de novos táxons atribuídos a esta tribo não tem sido acompanhado por estudos cladísticos. No presente trabalho é realizada a análise cladística de Kingsleyini, acompanhada de uma revisão morfológica e taxonômica do grupo. Com este propósito, foram estudados espécimes de 60 espécies representantes das cinco tribos e duas subfamílias inclusas em Pseudothelphusidae. O material estudado se encontra depositado nas coleções carcinológicas de seis instituições e inclui os tipos nominais de 29 espécies. Na revisão morfológica foram descritas e ilustradas estruturas somáticas e sexuais da morfologia externa do grupo de estudo. Os estudos morfológicos foram auxiliados por técnicas de Microscopia Electrônica de Varredura (MEV) e cortes histológicos. A partir destas observações foram propostas modificações na terminologia utilizada para denominar as estruturas do primeiro apêndice sexual masculino (primeiro gonópodo) em Kingsleyini. A parte taxonômica deste trabalho inclui chaves de identificação, mapas de distribuição, listas sinonímicas e a descrição e ilustração do primeiro apêndice sexual masculino para a grande maioria das espécies examinadas, assim como a diagnose dos gêneros considerados monofiléticos. A análise filogenética foi realizada a partir de 92 caracteres obtidos de 57 táxons terminais: 49 terminais do grupo interno (Kingsleyini) e oito do grupo-externo (representantes dos demais Pseudothelphusidae). Como resultado da análise cladística foram obtidas seis hipóteses filogenéticas igualmente parcimoniosas: todas elas apoiam o monofiletismo de Kingsleyini e a exclusão do gênero Spirocarcinus da tribo. O monofiletismo dos gêneros Fredius, Kingsleya, Eudaniela e Rodriguezus também encontra-se sustentado em todas as hipóteses filogenéticas obtidas, enquanto que os gêneros Microthelphusa, Neopseudothelphusa, Orthothelphusa e Brasiliothelphusa revelaram-se parafiléticos.
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A espécie recente Eira barbara (Mustelidae, Carnivora) possui uma distribuição geográfica desde o México até o norte da Argentina. É um importante táxon a ser estudado como modelo anatômico dentre os mustelídeos, assim como um importante modelo para uma melhor compreensão e entendimento sobre a diversificação dos Mustelidae. Atualmente, os registros fósseis de E. barbara na América do Sul são bastante escassos e restritos às idades pleistocênicas, sendo que os estudos destes fósseis são frequentemente desprovidos de maiores esforços para realização de descrições morfológicas detalhadas e de estudos paleobiogeográficos. Assim como os estudos dos fósseis de E. barbara são limitados, constatou-se que o mesmo cenário é observado quanto aos estudos sobre a morfologia e biogeografia da espécie. Desta forma, o presente trabalho se propôs a: realizar uma revisão de todos os registros da espécie e de uma forma geral, contribuir para um melhor conhecimento sobre a morfologia sincraniana e sobre a história biogeográfica e paleobiogeográfica de E. barbara. Para tanto, os seguintes objetivos foram propostos: estudo e redescrição detalhada do fóssil UFAC-PV 036, proveniente do Pleistoceno final do Alto Rio Juruá do sudoeste da Amazônia Brasileira; descrição sincraniana comparada de estruturas morfológicas externas e internas, analisando caracteres intraespecíficos da espécie E. barbara; realização de análises multivariadas a fim de investigar variações geográficas sob o uso de caracteres craniométricos de E. barbara entre os diferentes biomas brasileiros. A revisão dos registros fósseis foi de grande importância para o estabelecimento dos verdadeiros registros de Eira na América do Sul e a redescrição de UFAC-PV 36 contribui para o melhor conhecimento morfológico e paleobiogeográfico da espécie. A descrição morfológica comparada do sincrânio de E. barbara contribui de forma significativa para o conhecimento sobre a morfologia da espécie bem como, a descrição de caracteres intraespecíficos proporcionam caracteres mais apropriados em matrizes morfológicas, fornecendo maior robustez nas análises filogenéticas futuras. Este trabalho propõe que E. barbara não possui diferenças craniométricas estatisticamente significativas entre os biomas brasileiros, porém, E. barbara caracteriza-se aqui como uma espécie dimórfica, na qual os machos possuem estruturas cranianas relativamente maiores do que as fêmeas.