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Una herramienta importante en la formación de una hipótesis evolutiva es la construcción de un cladograma, un gráfico en forma de árbol utilizado para representar las relaciones genealógicas hipotéticas entre las especies. En un cladograma, las puntas u hojas de la tabla representan especies específicas, y las ramas del árbol tienen diferentes longitudes, para representar el grado de cambio entre cada especie. El ancestro común de todas las especies de las que se ramifica una línea específica se encuentra en el punto donde se cruzan las ramas y se denomina nodo.
Las especies que comparten un nodo se denominan grupo hermano. En este primer ejercicio, se le ha entregado una copia de este cladograma. Mirando los grupos de animales en la figura, ¿cuál sería su hipótesis sobre dónde deberían colocarse los animales en el árbol?
Tómese el tiempo ahora para completar el cladograma con su mejor estimación de dónde encaja cada animal. Ahora, mira esta imagen de un animal fosilizado. Según la morfología o las características físicas del fósil, ¿dónde colocaría a este animal en su cladograma?
Añade una nueva línea o marca para indicar la posición propuesta para el fósil. Aunque históricamente, los cladogramas se han construido a través de la comparación de similitudes morfológicas y diferencias entre especies de interés, otro método para crear cladogramas es comparar las secuencias genéticas entre especies. Como las secuencias de ADN no suelen conservarse en los fósiles, en este experimento compararemos las secuencias de ADN de las especies vivas estrechamente relacionadas con nuestro fósil con las de miles de otras especies vivas utilizando la base de datos BLAST.
Los resultados nos permitirán colocar el fósil en el cladograma basándonos en la similitud del ADN. Antes de comenzar este laboratorio, su instructor habrá descargado las tres secuencias de genes preservadas, y estas deben almacenarse en una carpeta en su escritorio. Vaya a la página de inicio de BLAST, que su instructor debería haber dejado abierta en su navegador, y haga clic en Estrategias guardadas en el menú en la parte superior de la página.
En Estrategia de búsqueda de carga, haga clic en Elegir archivo para buscar en su computadora las secuencias de ADN relacionadas con los fósiles, que deben estar ubicadas en una carpeta en el escritorio. Haga clic en Abrir en el archivo de texto de Evolutionary_Relationships_Gene1 puntos. Haga clic en Ver para ir a la página de búsqueda de Standard Nucleotide BLAST.
Debería poder ver la secuencia de ADN en el cuadro Secuencia de consulta en la parte superior derecha de la pantalla. Desplácese hasta la parte inferior de la pantalla y haga clic en el botón BLAST. Se tardará unos minutos en procesar y analizar los datos.
Cuando se hayan procesado los datos, aparecerá un resumen gráfico. La secuencia de consulta se representa mediante la línea azul en la parte superior del cuadro. Cada una de las líneas debajo de ella representa otra secuencia en la base de datos BLAST que coincide con la consulta.
La longitud y la ubicación de estas barras representan dónde y qué partes de las secuencias coinciden con la consulta. Aquí, muchas de las barras coinciden con toda la secuencia de consulta en toda su longitud, mientras que a algunas les falta un poco al principio de la secuencia. El color de la barra representa su puntuación, es decir, la identidad de las secuencias con respecto a la consulta.
Debajo del resumen gráfico se encuentra la lista de secuencias que producen alineaciones significativas, que contiene descripciones de las secuencias de ADN recuperadas de la base de datos que más se alinean con la secuencia de consulta. Las secuencias se enumeran en orden descendente, desde la más similar en la parte superior hasta la menos similar en la parte inferior. A la derecha hay varias estadísticas sobre qué tan estrechamente relacionada está cada secuencia de la base de datos con la secuencia experimental.
Cuanto más altas sean las puntuaciones Max, Total, Cobertura de consulta e Identidad, más similares serán las secuencias de consulta y recuperadas entre sí. Del mismo modo, cuanto menor sea el número del valor E, menos probable es que la coincidencia de la secuencia se haya encontrado por casualidad y más significativamente la alineación es precisa. Aquí, notarás que todos los valores E son cero, lo que significa que las coincidencias son todas muy significativas.
Haga clic en el nombre de la descripción de la alineación más similar de la lista. Esto le llevará más abajo en la página hasta la alineación exacta de la secuencia de ADN entre la secuencia recuperada y la secuencia de consulta. A continuación, haga clic en el número de ID de secuencia.
Esto abrirá una nueva pestaña con información más específica sobre la secuencia genética recuperada. Identifique y registre los nombres científicos y comunes del organismo, que deben enumerarse junto a FUENTE, y luego la proteína que codifica el gen, que debe enumerarse junto a DEFINICIÓN. A continuación, cierre esta pestaña y pulse Atrás para volver a la lista de secuencias que producen alineaciones significativas, y repita este proceso para identificar y registrar esta misma información para las siguientes secuencias más similares.
Después de recopilar varios nombres de especies, vuelva a la lista de secuencias que producen alineaciones significativas y haga clic en Seleccionar:Todo para marcar todas las casillas junto a los nombres de cada secuencia de alineación enumerada. Haga clic en Árbol de resultados de distancia para crear un filograma basado en la similitud de todas las secuencias de genes de resultados de BLAST con la secuencia de genes de consulta. La secuencia relativa del fósil de la consulta se resaltará en amarillo.
Registre la ubicación de su secuencia en relación con los otros grupos de taxones que se muestran en el árbol. Finalmente, regrese a la pestaña Estrategias guardadas y cargue la siguiente secuencia de genes, y luego consulte las otras dos secuencias de ADN relativo fósil como se acaba de demostrar. Con base en los resultados de la secuencia genética, elabora una segunda hipótesis sobre dónde encaja tu espécimen fósil en el cladograma original.
Compara esta ubicación con la primera hipótesis. ¿Qué tan similares son sus árboles basados en el ADN y la morfología en la ubicación del espécimen fósil? ¿Qué dicen sus hipótesis sobre la importancia relativa de la morfología en la predicción de las relaciones evolutivas en comparación con las secuencias de ADN?
Compara tu árbol con el de tus compañeros de clase. ¿En qué se parecen sus árboles? Pregúntale a tus compañeros de clase que pusieron el fósil en una rama diferente cómo llegaron a esa decisión.
