BIZ0433 - Inferência Filogenética: Filosofia, Método e Aplicações

Sobre a disciplina


Objetivo da disciplina

Fundamentar as bases teóricas e filosóficas da inferência filogenética. Abordar componentes metodológicos de nível intermediário que permitam ao aluno avaliar de maneira crítica hipóteses filogenéticas. Explorar a utilidade de hipóteses filogenéticas utilizando exemplos que transitam da medicina forense aos vários programas de pesquisa contemporâneos em Biologia Evolutiva.

Locais e Horários

Aulas presenciais às quintas-feiras na Sala de Anatomia do Bloco Didático do IB, das 14:00 as 16:00

ou

Aulas remotas via ZOOM às quintas-feiras, das 14:00 as 16:00

Equipe 2022

Professor responsável

Dr. Fernando Portella de Luna Marques [Depto. de Zoologia] CONTATO

Cronograma



Avaliação do Desempenho

A avaliação do desempenho nesta disciplina será feita com base em 6 trabalhos (assignments) e um ensaio final. O ensaio final equivalerá a 40% do conceito/nota final. Os restantes 60% serão computados pela execução dos 6 trabalhos aplicando-se pesos compatíveis com o nível de dificuldade de cada trabalho.

O aluno deverá dedicar-se ao ensaio final desta disciplina e a pesquisa sobre possíveis tópicos a serem abordados neste ensaio deve ser feito com antecedência. A redação deste ensaio possui duas etapas:

  1. A primeira etapa está na redação de um resumo de sua proposta (Assignment 5).
    • Consulte o guia para o ensaio final. PDF
    • Data de entrega: Quinta-feira, dia 12/05/2022 até as 14:00 hrs (antes da Aula 8).
    • Formulário de submissão do Assignment 5: submeter
  2. Uma vez aprovada sua proposta, você está autorizado a escrever o ensaio.
    • Data de entrega: Quinta-feira, dia 14/07/2022.
    • Formulário de submissão do Ensaio Final: submeter

Material Didático


RECURSOS COMPUTACIONAIS

Devido às restrições da pandemia de COVID-19 que impedem a realização de aulas presenciais e o uso dos compuatdores institucionais para a execução desta disciplina, abaixo há algumas opções para que o aluno possa instalar os programas necessários para efetuar os tutoriais desta disciplina.

Uso de máquina Virtual

A opção mais fácil para usuários de WINDOWS a IOSX (MAC) é a instalação da máquina virtual do VMWARE. Esta máquina virtual ocupará 6 Gb de espaço de disco e requer pelo menos 4 Gb de RAM disponível em seu computador. Vaso esse seja o máximo disponível de RAM em seu computador, antes de iniciar a máquina virtual reduza a demanada de RAM nas opçÕes de configuração do VMWARE. Aque está os passos para a instalação da imagem:

  1. Faça o download e instale o VMWare Player.
  2. Faça o download a máquina virtual.
  3. Descompacte a maquina virtual (unzip)
  4. Inicie o VMWare Player e siga as instruções gerais deste tutorial.
  5. Ao abrir a máquina virtual você deverá obter a tela de inicio do Ubuntu com o usuário Alan Turing. Clique no usuário e digite a senha: turing.
Instalação do Ubuntu 18.04

Caso o aluno opte por instalar o Ubuntu em sua máquina, recomendo a instalação da versão 18.04 LTS para a qual os tutoriais estão otimizados nesta disciplina.Esses são os passos a serem seguidos:

  1. Baixe a imagem do Ubuntu 18.04 LTS.
  2. Instalale Ubuntu em seu computador. Lembro que o Ubuntu pode ser instalado com a opção de dual boot, preservando o sistema operacional existente em sua máquina (mais informações aqui).
  3. Após a instalação, entre no Ubuntu e baixe o script de instalação.
  4. Unzip (decompacte) o arquivo applications4ubuntu_18.04LTS.zip.
  5. Execute o script install_packages.sh seguindo as últimas duas últimas linhas de comando do protocolo alternativo abaixo.

Os passos 3 a 5 podem ser executados em um terminal da seguinte forma:

 wget http://lhe.ib.usp.br/downloads/applications4ubuntu_18.04LTS.zip

 unzip applications4ubuntu_18.04LTS.zip

 cd aplications4ubuntu_18.04LTS

 chmod 765 install_packages.sh

 ./install_packages.sh

ATENÇÃO: Durnante a execução desse script será necessário inserir a senha de administração do sistema “turing”. Desta forma acompanhe. Caso haja algum erro, tofografe a tela e remeta um email para a disciplina para que eu possa corrigir eventuais erros.

Outras versões de Linux

Caso o aluno opte por utilizar uma outra versão de Linux, caberá ao aluno adequar o script acima para sua versão de Linux. Adianto que alguns binários (arquivos executáveis) disponíveis no diretório source podem não funcionar na versão escolhida pelo aluno.

Aulas & Tutoriais

Aula 1

Tutorial 1: Introdução ao Linux. PDF

* Assignment 1: Árvores filogenéticas e networks (resenha sobre os artigos de Mindell, 2013 e Morrison, 2014)PDF

  • Data de entrega: Quinta-feira, dia 31/03/2022 até as 14:00 hrs (antes da Aula 3).
  • Formulário de submissão do Assignment 1: submeter

Aula 2

Tutorial 2: Manipulação de texto em Linux. DOWNLOAD

* Assignment 2: Resolução do exercício 2.4 (Tutorial 2) - Gerar topologia em FigTree e InkScape.

  • Data de entrega: Segunda-feira, dia 28/03/2022.
  • Formulário de submissão do Assignment 2: submeter

Aula 3

Aula teórica: Topologias: grafos, enumeração e espaço. PDF

Tutorial 3: Topologias: grafos, enumeração e espaço. DOWNLOAD

* Assignment 3: Matrizes de dados, séries de trasformação e homologia (leitura obrigatória: Grant & Kluge, 2004; Nixon & Carpenter, 2012 e Sereno, 2007). PDF

  • Data de entrega: Quinta-feira, dia 07/04/2022 até as 14:00 hrs (antes da Aula 4).
  • Formulário de submissão do Assignment 3: submeter

Aula 4

Aula teórica: Introdução ao TNT. PDF

Tutorial 4: Introdução ao TNT. DOWNLOAD

* Assignment 4: Buscas por tragetória. PDF

  • Arquivos associados: Esse diretório é necessário para a execução deste assignment - PDF
  • Data de entrega: Quinta-feira, dia 28/04/2022 até as 14:00 hrs (antes da Aula 5).
  • Formulário de submissão do Assignment 4: submeter

Aula 5

Tutorial 5: TNT - Buscas avançadas. DOWNLOAD

Aula 6

Tutorial 6: TNT - Tipos de caracteres e topologias de consenso. DOWNLOAD

Aula 7

Tutorial 7: Dados moleculares - introdução. DOWNLOAD

Aula 8

Tutorial 8: Dados moleculares - alinhamento. DOWNLOAD

Aula 9

Tutorial 9: Homologia Dinâmica. DOWNLOAD

Aula 10

Tutorial 10: Homologia Dinâmica: sensibilidade, comprimento de ramos e alinhamento implícito. DOWNLOAD

Aula 11

Tutorial 11: Homologia Dinâmica: Iterative pass, sensitivity search e dados reais. DOWNLOAD

* Assignment 6: Reanálise filogenética utilizando Otimização Direta.

  • Data de entrega: Quinta-feira, dia 30/06/2022 até as 14:00 hrs (antes da Aula 14).
  • Formulário de submissão do Assignment 6: submeter

Aula 12

Tutorial 12: Introdução à Verossimilhança. DOWNLOAD

Aula 13

Tutorial 13: Verossimilhança sob homologia estática e dinâmica. DOWNLOAD

Leitura para a próxima aula:

Grant, T & A. Kluge. 2008. Clade support and their adequacy. Cladistics 24: 1051–1064. pdf

Aula 14

Turorial 14: Índices de Suporte. DOWNLOAD

Literatura Recomendada

Agnarsson, I. & J. A. Miller. 2008. Is ACCTRAN better than DELTRAN? Cladistics 24: 1–7. PDF

Berlund, D. 2011. Visualization of phylogenetic tree space. Bachelor’s thesis in Mathematical Statistics, Stockholm Universitet, Stockholm, Sweeden. Stockholm, Sweeden. PDF

Bogdanowicz, D. & K. Giaro. 2013. On a matching distance between rooted phylogenetic trees. International Journal of Applied Mathematics and Computer Science 23: 669–684. PDF

Cobbaut, P. 2013. Linux Fundamentals. Belgium: Netsec BVBA. 920 pp.PDF

Coddington, J & N Scharff. 1994. Problems with zero-length branches. Cladistics 10: 415–423. PDF

Dias, P. H. S.; R. C. Amaro; A. M. P. T. de Carvalho-e Silva & M. T. Rodrigues. 2013. Two new species of Proceratophrys Miranda-Ribeiro, 1920 (Anura; Odontophrynidae) from the Atlantic forest, with taxonomic remarks on the genus. Zootaxa 3682: 277–304.PDF

Farris, S. 1970. Methods for computing Wagner trees. Systematic Zoology 19: 83–92. PDF

Giribet, G. 2007. Efficient tree searches with Available Algorithms. Evolutionary Bioinformatics 3: 341–356. PDF

Goloboff, P. 1999. Analyzing large data sets in reasonable times: solutions for composite optima. Cladistics 15: 415–428. PDF

Goloboff, P.; J. S. Farris & K. Nixon. 2008. TNT a free program for phylogenetic analysis. Cladistics 24: 1–14. PDF

Grant, T & A. Kluge. 2004. Transformation series as an ideographic character concept. Cladistics 20: 23–31. pdf

Grant, T & A. Kluge. 2008. Clade support and their adequacy. Cladistics 24: 1051–1064. pdf

de Pinna, M.G.G. 1991. Concepts and tests of homology in the cladistic paradigm. Cladistics, 7: 367-394. pdf

Mindell, D.P. 2013. The tree of life: metaphor, model, and heuristic device. Systematic Biology 62(3):479–489.PDF

Morrison, D.A. 2014. Is the tree of life the best metaphor, model, or heuristic for phylogenetics? Systematic Biology 63(4):628–638.PDF

Nixon, K. C. 1999. The parsimony ratchet, a new method for rapid parsimony analysis. Cladistics 15: 407–414. PDF

Nixon, K.C. & J.M. Carpenter. 2012. On homology. Cladistics 28: 160–169. pdf

Phillips, A. D., Janies & W. Wheeler. 2000. Multiple Sequence Alignment in Phylogenetic Analysis. Mol. Phyl. and Evol., 16(3): 317–330. pdf

Robinson, D. F. & L. R. Foulds. 1981. Comparison of phylogenetic trees. Mathematical Biociences 53: 131–147. PDF

Sereno, P.C. 2007. Logical basis for morphological characters in phylogenetics. Cladistics 23: 565–587.PDF

Siever E.; Figgsins, S. L. R. & A. Robbins. 2009. Linux in a nutshell, 6th edition. Cambridge: O’Reilly. 920 pp. PDF

Swofford, D. L. & W. P. Maddison. 1987. Reconstructing ancestral character states under Wagner parsimony. Mathematical Bioscience 87: 199–229. PDF

Wagner, W. H. 1961. Problems in the classification of ferns. Recent Advances in Botany 1: 841–844. PDF

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