La phylogénie, une fenêtre sur l`évolution des gènes et des
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La phylogénie, une fenêtre sur l'évolution des gènes et des organismes Nicolas Salamin Computational Phylogenetics group Département d'Ecologie et d'Evolution, Université de Lausanne Institut Suisse de Bioinformatique Assistants: Martha Serrano & Glenn Litsios Web: http://www.unil.ch/phylo Phylogénie et Evolution “The time will come I believe … when we shall have fairly true genealogical trees of each great kingdom of nature.” Lettre de Darwin à Thomas Huxley (1857) Arbres Phylogénétiques Pour reconstruire des arbres phylogénétiques ● Jeux de données ● Modéliser l'évolution ● Parcourir l'espace des arbres ● Tester des hypothèses Type de Données Type de données ● Historiquement: morphologie ● Actuellement: molécules ● Pourquoi ce changement? Nombre de soumission à la base de données GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/) Modéliser l'Evolution Idée: suivre les changements au cours du temps ● Modèles de Markov ● Estime la probabilité de données Espaces des Arbres Possibles Problème complexe en sciences computationelles ● ● Mesurer l'évolution nécessite des calculs longs Nombre de combinaisons possibles est gigantesque Nécessite de Gros Moyens Informatiques Tester des Hypothèses La phylogénie est plus qu'une classification C'est un outil qui permet de ● Mettre les espèces et gènes dans leur contexte évolutif ● Comprendre ce qui crée et maintient la biodiversité ● Aider le design de nouveaux médicaments ● Tracer les épidémies ● Etc... Speciation et Adaptation (Glenn) Radiation adaptative chez les poissons clowns Speciation et Adaptation But: comprendre la speciation ● ● ● Mutualisme avec les anémones Evolution écologique et morphologique Etude génomique de la speciation Speciation et Adaptation Modélisation du taux de spéciation Taux d'apparition net d'espèces par Myr orange = poissons clowns bleu=autres Speciation et Adaptation Modélisation du taux d'évolution d'un trait Utilisation de modèles de Markov continus ● Par example, modèle Brownien ● Suivre l'évolution du trait le longs des branches ● Prendre en compte la covariance entre espèces Spéciation dans les Neotropiques (Martha) Facteurs influençants la speciation Spéciation dans les Neotropiques Facteurs importants dans la diversification Floral morphology Floral size Rates of trait evolution Floral shape Climatic preferences Temperature Precipitation Past Present Spéciation dans les Neotropiques Facteurs influençants la spéciation Habitat Pollination types Sampling frequency Diversification Rates (λ - μ) Floral orientation Convergence et Evolution Moléculaire Phylogénie des graminées Evolution de la Photosynthèse Photosynthèse C3 et C4 Du Génome au Phénotype Lien entre variation phénotypique et génomique Sélection Positive et Fonction Estimation de la sélection positive Taux de mutation, dérive génétique et temps Taux de mutation, dérive génétique, temps et pression de sélection Niveaux de sélection Convergence Génotypique Evolution de la Photosynthèse C4 On a pu montré un lien entre ● Changements globaux en CO2 ● Evolution de la photosynthèse C4 ● Acquisition de gènes spécifiques pour cette fonction Autres Applications de la Phylogénie Phylogénie et conservation Autres Applications de la Phylogénie Phylogénie et communauté d'espèces Cavender-Bares & Wilzcek (2003) Ecology Autres Applications de la Phylogénie Phylogénie et design de médicaments Cardoso et al (2009) J. Clin. Virol. Autres Applications de la Phylogénie Epidemiologie Lemey et al (2011) PloS Biol
