G2 B2

Bloco 2 - Projeto

Correção

G2-B2
Nota: 8 x 3 = 24 pontos para dividir

Corretor 1

Intro (4)

A construção da argumentação ainda está confusa. Uso de voz passiva, ordem indireta e muitas sentenças subordinadas. Quando não subordinadas, existe um "corte telegráfico".

As figuras são bacanas, porém:
- figura 1 não é adaptada, é exatamente a figura de Pough (em inglês até)
- figura 2 sem créditos das fotografias (buscar fontes de creative commons)
- figura 3 devia aparecer antes, é a figura principal. ao invés de jogar pra legenda o grupo de dados que sustenta cada hipótese, bem como o nome da hipótese, sugiro escrever na própria figura

Experimental design(2.5)

Tratamentos que utilizam conjuntos aleatórios de dados necessariamente devem lidar com o comportamento da distribuição destes dados - do contrário pode-se argumentar que o resultado é justamente aleatório. Faltou explicitar como farão isso. A minha sugestão é reduzir pra 10 o número de genes em cada conjunto (mito e nucleo), e fazer pelo menos 3 réplicas com sorteio de quais 10 genes representam o conjunto em questão (idealmente eu gostaria de ver algo como 7 a 10 réplicas, mas aí super depende).

Expected results (1.5)

Ver acima, a deficiência de como lidar com efeitos da aleatoriedade é compartilhada no desenho e na interpretação.

OBS - O mamífero como grupo externo me parece desnecessário para este exercício — a eliminação de mamíferos impede a diferenciação entre as hipóteses (a) e (b), mas seria ok para a finalidade deste treinamento — se vcs sentirem que 5 taxa está muito computacionalmente intensivo, sugiro remover o ratinho.

Corretor 2

pergunta colocada com bastante clareza, tanto na introdução quanto no título

- métodos suficientemente detalhados

- apresenta contexto teórico e justificativa sobre o grupo taxonômico escolhido

- previsão detalhada e clara sobre os resultados esperados

- figura bem escolhida

- faltou dizer o método de alinhamento

- algumas sentenças tem informação demais e algumas coisas passaram sem explicação (e.g. “apresentam diferenças significativas em sua estrutura, herança e taxas de mutação”)

Diferentes conjuntos de dados resultam em diferentes topologias no posicionamento de Testudines dentro de Reptilia?

O posicionamento filogenético de Testudines têm sido continuamente debatido na literatura, dada sua morfologia única e múltiplas incongruências entre reconstruções filogenéticas (Simões et al., 2022). Dentre as características morfológicas diagnósticas de Testudines, a ausência de fenestras temporais no crânio, condição Anapsida (Fig. 1A), não é compartilhada com outros Reptilia viventes (Fig. 2). Esta característica, portanto, suportaria um agrupamento com linhagens extintas (Parareptilia), também anápsidas (Zardoya & Meyer, 2001). Posteriormente, postulou-se a hipótese da perda das fenestras temporais como apomórfica, sugerindo o agrupamento de Testudines e répteis com duas fenestras temporais (Diapsida; Fig. 1B), hipótese mais aceita atualmente (Schoch & Sues, 2016). Dentro do clado Diapsida, no entanto, ainda não há consenso acerca do posicionamento filogenético de Testudines. Embora dados morfológicos sugerem que estes seriam grupo-irmão do clado formado por serpentes, lagartos e tuataras (Lepidosauromorpha), dados moleculares propõem outras topologias (Simões et al., 2022).

Figura 1. Representação da variação no número de fenestras temporais em Amniota: (a) Anapsida; (b) Diapsida; (adaptado de Pough et al., 2023).

Figura 2. Alguns representantes viventes de Reptilia. (a) Anapsida - Testudines; e Diapsida: (b) aves, (c) crocodilianos, (d) lagartos, (e) serpentes e (f) tuatara.

Diferentes conjuntos de dados moleculares suportam diferentes relações entre Testudines e os demais Reptilia (e.g Lyson et al., 2012; Card et al., 2023). Análises com proteínas nucleares recuperaram Testudines como grupo irmão de Crocodylia (Hedges & Poling, 1999). Em contrapartida, sequências de DNA mitocondrial (mtDNA) suportaram Testudines como grupo irmão de um clado composto por Aves e Crocodylia (Archosauromorpha) (Zardoya & Meyer, 1998; Kumazawa & Nishida 1999). Os dois conjuntos integrados, DNA mitocondrial completo e diferentes sequências de DNA nuclear (nDNA), recuperaram o clado Testudines + Archosauromorpha (Cao et al, 2000). Por outro lado, filogenias baseadas em miRNAs, sequências curtas de RNA não codificante, sugerem resultados divergentes (Lyson et al., 2012; Field et al., 2014). Enquanto os resultados de Lyson et al (2012) corroboram com a hipótese morfológica e suportam o Clado Testudines + Lepidosaurmorpha, Field et al (2014) recuperaram o clado Testudines + Archosauromorpha e levantaram possíveis incongruências na metodologia de Lyson et al (2012). Apesar das divergências históricas, conjuntos de dados em escala genômica convergem em resultado, suportando o clado Testudines + Archosauromorpha (e.g Crawford et al. 2012; Chiari et al. 2012; Card, Jennings & Edwards, 2023).

Tais diferenças nas topologias observadas reforçam que processos evolutivos afetam desigualmente dados moleculares distintos (Maddison, 1997). Dentre os conjuntos de dados moleculares mais utilizados para inferência de parentesco, o mtDNA e o nDNA, por exemplo, apresentam diferenças significativas em sua estrutura, herança e taxas de mutação (Berlin, Smith & Ellegren, 2004; Brown, George & Wilson, 1979). Comparado ao nDNA, o mtDNA apresenta organização mais simples e altas taxas de mutação – característica atribuída à ausência ou ineficiência de mecanismos de reparo – oferecendo uma fonte valiosa de informação no que concerne linhagens com divergência recente (Berlin, Smith & Ellegren, 2004; Brown, George & Wilson, 1979). Adicionalmente, enquanto o nDNA é herdado de ambos os parentais por recombinação, o mtDNA apresenta apenas herança materna – estando os dois sujeitos de forma diferencial à interferência por hibridização e retrocruzamentos (Funk & Omland, 2003). Como consequência, as árvores inferidas por cada uma destas informações frequentemente diferem, fenômeno comum em animais, conhecido como discordância mito-nuclear (Toews & Brelsford, 2012). Tendo em vista as diferenças supracitadas e as diferentes hipóteses de parentesco do grupo Testudines entre os demais clados de Reptilia, o objetivo do presente projeto é analisar se as topologias recuperadas com mtDNA e nDNA são congruentes.

Para tal, reconstruiremos uma árvore filogenética simplificada de Reptilia incluindo um representante de Testudines, Crocodylia, Aves, Lepidosauromorpha, e um mamífero como grupo externo. Obteremos as sequências genéticas pela plataforma GenBank (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/). Para construir topologias com quantidade similar de dados, amostraremos todos os genes mitocondriais (15), e a mesma quantidade de genes nucleares (escolhidos de forma aleatória). Alinharemos as sequências no MEGA por nucleotídeo e no mesmo software construiremos as duas árvores (mtDNA e nDNA) usando Máxima Verossimilhança e um bootstrap de 1.000 repetições. Compararemos as topologias inferidas com mtDNA e nDNA, com outras filogenias previamente publicadas e com as inferências de parentesco construídas a partir de dados morfológicos (Fig. 3). Dado o nível taxonômico investigado e a idade de divergência estimada para os grupos (268,7 Ma, definido por Simões et al., 2022), nossa hipótese é de que os dados utilizados no presente projeto suportem topologias divergentes, corroborando os resultados encontrados na literatura (Hedges & Polling, 1999; Cao et al., 2000).

Figura 3. Hipóteses de parentesco de Testudine recuperadas na literatura com diferentes métodos e de acordo com diferentes fontes de dado: (a) Hipótese Parareptilia, Testudinescomo grupo irmão de Diapsida; (b) Testudines dentro de Diapsida como grupo irmão de Lepidosauromorpha; (c) Testudines como grupo irmão de Crocodilianos; e (d) Testudines como grupo irmão de Archosauromorpha.

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Referências Bibliográficas

1. Berlin, S., Smith, N.G.C., Ellegren, H. (2004). Do Avian Mitochondria Recombine? Journal of Molecular Evolution, 58 (2), 163–167.
2. Brown, W.M., George, M. & Wilson, A.C. (1979). Rapid evolution of animal mithocondrial DNA. Proceedings of the National Academy of Sciences, 76(4), 1967-1971.
3. Cao, Y., Sorenson, M.D., Kumazawa, Y., Mindell, D.P & Hasegawa, M. (2000). Phylogenetic position of turtles among amniotes:evidence from mitochondrial and nuclear genes. Gene, 259, 139-148.
4. Card, D. C., Jennings, W. B. & Edwards, S. V. (2023). Genome evolution and the future of phylogenomics of non-avian reptiles. Animals, 13(3), 471.
5. Chiari, Y., Cahais, V., Galtier, N., & Delsuc, F. (2012). Phylogenomic analyses support the position of turtles as the sister group of birds and crocodiles (Archosauria). BMC biology, 10, 1-15.
6. Crawford, N.G., Faircloth, B.C., McCormack, J.E., Brumfield, R.T., Winker, J. & Glenn, T.C. More than 1000 ultraconserved elements provide evidence that turtles are the sister group archosaurs. Biology letters, 8, 783-786.
7. Field, D. J., Gauthier, J. A., King, B. L., Pisani, D., Lyson, T. R., & Peterson, K. J. (2014). Toward consilience in reptile phylogeny: miRNAs support an archosaur, not lepidosaur, affinity for turtles. Evolution & development, 16(4), 189-196.
8. Funk, D.J. & Omland, K.E. (2003). Species-level Paraphyly and Polyphyly> Frequency, Causes, and Consequences, with insights from Animal Mitochondrial DNA. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 34, 397-423.
9. Hedges, S. B. & Poling, L.L. (1999). A Molecular Phylogeny of Reptiles. Science, 283(5404).
10. Kumazawa, Y. & Nishida, M. (1999). Complete mitochondrial DNA sequences of the green turtle and blue-tailed mole skink: statistical evidence for archosaurian affinity of turtles. Molecular Biology and Evolution, 16:784-792.
11. Lyson, T.R., Sperling, E.A., Heimberg, A.M., Gauthier, J.A., King, B.L., & Peterson, K.J. (2012). MicroRNAs support a turtle + lizard clade. Biology Letters, 8, 104-107.
12. Maddison, W.P. (1997). Gene Trees in Species Trees. Systematic Biology, 46, 523–536.
13. Pough, F. H., Bemis, W.E., Mcguire., Janis, C.M. (2023). Vertebrate life. 11th edition. New York: Oxford University Press.
14. Schoch, R. R., & Sues, H. D. (2016). The diapsid origin of turtles. Zoology, 119(3), 159-161.
15. Simões, T. R., Kammerer, C. F., Caldwell, M. W., & Pierce, S. E. (2022). Successive climate crises in the deep past drove the early evolution and radiation of reptiles. Science Advances, 8(33), 1-13.
16. Toews, D.P.L., Brelsford, A. (2012). The biogeography of mitochondrial and nuclear discordance in animals. Molecular ecology, 21(16), 3907-3930.
17. Zardoya, R. & Meyer, A. (1998). Complete mitochondrial genome suggests diapsid affinities of turtles. Proceedings of the National Academy of Sciences, 94, 14226-14231.
18. Zardoya, R., & Meyer, A. (2001). The evolutionary position of turtles revised. Naturwissenschaften, 88, 193-200.