Instructor
Liam J. Revell
Profesor Asociado-Biología, Universidad de Massachussetts Boston, E.E.U.U; Universidad del
Rosario, Bogotá, Colombia
Organizadores
César González-Lagos,
Centro de Recursos Naturales y Sustentabilidad (CIRENYS),
Universidad Bernardo O´Higgins
Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES), Facultad de Ciencias Biológicas,
Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile.
Fundamentación
La gran mayoría de los procesos evolutivos, incluyendo grandes cambios fenotípicos y el origen de nuevas especies, ocurren a través de períodos de tiempo extremadamente largos como para ser estudiados utilizando métodos experimentales. Por consiguiente, la biología comparada ha sido y sigue siendo un recurso central en el estudio de la macroevolución: la evolución biológica a través de miles de generaciones hasta millones de años. Estos estudios deben tener en cuenta las relaciones evolutivas entre especies, ya que los datos de las mismas no son estadísticamente independientes debido a la historia evolutiva compartida entre ellas. Este es el campo de estudio del método comparado o los métodos comparativos filogenéticos, una disciplina que se ocupa de
estudiar procesos evolutivos a través de tiempos macroevolutivos usando datos fenotípicos de las especies y sus relaciones evolutivas representadas en la forma de una filogenia estimada. Los métodos comparativos filogenéticos son métodos estadísticos computacionalmente intensivos, cuyo desarrollo desde hace casi una década se realiza mayormente en el ambiente computacional de R. Este curso se enfoca en enseñar la teoría, implementación, y el uso de métodos filogenéticos comparativos, con un enfoque especial en los métodos implementados en R.
Objetivo
Introducir a los alumnos en la teoría y el uso de los métodos filogenéticos comparativos dentro del contexto del software libre R, los cuales son de gran utilidad en el ámbito de la biología evolutiva, ecología, ecofisiología, entre otras. Este curso cubrirá un rango amplio de métodos implementados en una variedad de diferentes paquetes de R.
Programas computacionales, paquetes R, y conjuntos de datos Se recomienda la instalación previa de la versión más reciente de R (https://www.r-project.org/). A usuarios Mac, se recomienda la instalación de Rstudio ( https://www.rstudio.com/). Opcional pero recomendado a usuarios computadoras PC. Aquellos con experiencia previa en R pueden instalar las versiones más recientes en CRAN de los siguientes paquetes y sus dependencias: ape, caper, diversitree, geiger, nlme, OUwie, phangorn, y phytools.
Contenidos y cronograma aproximado
Día 1
1. Presentación breve de los estudiantes, instructor y taller.
2. Introducción a las filogenias y el método comparativo.
3. Ejercicio 1: Introducción a los conceptos básicos del ambiente estadístico computacional
R.
4. Ejercicio 2: Como leer, escribir, manipular, y visualizar filogenias y datos comparativos
en R.
5. Modelos de evolución de caracteres fenotípicos sobre árboles filogenéticos: El
movimiento browniano.
6. Ejercicio 3: Simulando el movimiento browniano en árboles filogenéticos usando R.
7. Introducción al método comparativo filogenético: Los contrastes independientes
filogenéticos.
8. Ejercicio 4: Los contrastes independientes: exploración de las propiedades de un análisis
de la regresión con contrastes en R.
9. Desafío independiente 1: Ajustando un modelo lineal usando los contrastes
independientes.
Dia 2
1. Ejercicio 5: Regresión filogenética usando el método de mínimos cuadrados
generalizados (GLS) en R.
2. Desafío independiente 2: Regresión filogenética usando el método de GLS.
3. Otros modelos de evolución de caracteres continuos sobre filogenias.
4. Ejercicio 6: Ajustando diferentes modelos de evolución de caracteres continuos a datos
univariables en R.
5. Desafío independiente 3: Ajustando diferentes modelos de evolución de caracteres
continuos.
6. Estima de las tasas de especiación y extinción usando arboles reconstruidos.
7. Ejercicio 7: Introducción a métodos de diversificación en R.
Dia 3
1. Ejercicio 8: Explorando la estimación de especiación y extinción sobre árboles
filogenéticos en R.
2. Desafío independiente 4: Estimar tasa de especiación y extinción sobre un árbol
reconstruido.
3. Ejercicio 9: Ajustando modelos de especiación y extinción heterogénea en R.
4. La reconstrucción de estados ancestrales.
5. Ejercicio 10: Reconstruyendo los estados ancestrales de caracteres continuos sobre una
filogenia en R.
6. Ejercicio 11: Reconstruyendo los estados ancestrales de caracteres discretos sobre arboles
filogenéticos usando R.
7. Ejercicio 12: Ajustando modelos alternativos por la evolución de caracteres discretos
sobre árboles.
8. Desafío independiente 5: Ajustando modelos Mk por la evolución de caracteres discretos.
Día 4
1. Análisis de la influencia de la evolución de un carácter discreto sobre otro usando el
método de Pagel (1994).
2. Ejercicio 13: Explorando el método de Pagel (1994) en R.
3. Desafío independiente 6: Explorando las limitaciones del método de Pagel (1994) en R.
Ajustando modelos complejos por el proceso de diversificación sobre arboles
filogenéticos.
4. Ejercicio 14: Ajustando modelos complejos por la diversificación utilizando R.
5. Ajustando modelos multi-régimenes y multivariables por la evolución de caracteres
continuos.
6. Ejercicio 15: Ajustando modelos multi-régimenes y multivariables sobre filogenias
usando R.
7. Visualizando árboles filogenéticos y datos comparativos.
8. Ejercicio 16: Visualizando arboles filogenéticos y datos comparativos en R