Towards a new model of prokaryotic evolution

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Slide 1 : Francisco Rodríguez-Valera Universidad Miguel Hernández Alicante ¿arboles o catálogos de genes? Filogenia microbiana:
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Slide 4 : History of evolutionary theories Darwin’s Origin of Species 1859 Mendel’s experiments on peas 1856-63 Rediscovery of Mendel’s laws 1900 Nilsson-Ehle’s experiments on wheat 1909 Pearl, Jennings and Wright’s work on Inbreeding 1912-1920 Morgan’s experiments on Drosophila 1915 Fisher’s paper on phenotypic correlations between relatives1918 Sturtevant’s artificial selection experiments on Drosophila 1918 Fisher’s The Genetical Theory of Natural Selection (Fundamental theorem) 1930 Wright’s Evolution in Mendelian populations 1931 Haldane’s The Causes of Evolution 1932 T. Dobzhansky Genetics and the Origin of Species 1937 E. Mayr Systematics and the origin of Species 1942 J.S. Huxley, Evolution: The Modern Synthesis, 1942 G.G. Simpson. Tempo and Mode in Evolution 1944 Kimura diffusion equation solution to the distribution of allele frequencies 1955
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Slide 9 : J Theoret Biol, 1965 Molecules as Documents of Evolutionary History Different types of molecules are discussed in relation to their fitness for providing the basis for a molecular phylogeny. Best fit are the “semantides”, i.e. the different types of macromolecules that carry the genetic Information.
Slide 10 : Norman Pace Carl Woese
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Slide 13 : Cell, May 1986 Ribosomal RNA phylogeny and the primary lines of evolutionary descent “...developments in molecular phylogeny using ribosomal RNA (rRNA) sequences have revealed the outlines of the master phylogenetic tree relating all known life-forms.”
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Slide 18 : Problemas para establecer una filogenia en procariotas Los caracteres compartidos son demasiado pocos
Slide 19 : 3% Each COG includes proteins that are thought to be orthologous, i.e. connected through vertical evolutionary descent
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Slide 23 : 70% genes in common Human Drosophila 70%
Slide 24 : Problemas para establecer una filogenia en procariotas Los caracteres compartidos son demasiado pocos Los caracteres no compartidos v.g. metabolismo se ha repartido por HGT más que verticalmente
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Slide 28 : Problemas para establecer una filogenia en procariotas Los caracteres compartidos son demasiado pocos Los caracteres no compartidos v.g. metabolismo se ha repartido por HGT más que verticalmente Los genomas procarióticos son demasiado flexibles y evolucionan demasiado rápido para permitir reconstrucción evolutiva a escala larga v.g patógenos humanos
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Slide 31 : Problemas para establecer una filogenia en procariotas Los caracteres compartidos son demasiado pocos Los caracteres no compartidos v.g. metabolismo se ha repartido por HGT más que verticalmente Los genomas procarióticos son demasiado flexibles y evolucionan demasiado rápido para permitir reconstrucción evolutiva a escala larga v.g patógenos humanos Genomas quiméricos v.g. Thermotoga, Halobacterium, Methanosarcina, Fusobacterium
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Slide 33 : The hyperthermophile Thermoanaerobacter tencongenest: 258 of 2588 proteins (10%) with significantly greater similarity to archaeal than to bacterial homologs. The mesophile Metanosacrina acetivorans. 1453 of 4540 proteins (32%) with sifnificantly greater similarity to bacterial than to archaeal homologs. Genomic maps of apparent phylogenetic affinities for two bacterial genomes. Circular map of Sf301 chromosome compared with those of E.coli K12 MG1655 and 0157 EDL933.
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Slide 36 : Problemas para establecer una filogenia en procariotas Los caracteres compartidos son demasiado pocos Los caracteres no compartidos v.g. metabolismo se ha repartido por HGT más que verticalmente Los genomas procarióticos son demasiado flexibles y evolucionan demasiado rápido para permitir reconstrucción evolutiva a escala larga v.g patógenos humanos Genomas quiméricos v.g. Thermotoga, Halobacterium, Methanosarcina, Fusobacterium El planeta ha cambiado demasiado desde el Cámbrico para permitir estasis evolutivo
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Slide 38 : Problemas para establecer una filogenia en procariotas Los caracteres compartidos son demasiado pocos Los caracteres no compartidos v.g. metabolismo se ha repartido por HGT más que verticalmente Los genomas procarióticos son demasiado flexibles y evolucionan demasiado rápido para permitir reconstrucción evolutiva a escala larga v.g patógenos humanos Genomas quiméricos v.g. Thermotoga, Halobacterium, Methanosarcina, Fusobacterium El planeta ha cambiado demasiado desde el Cámbrico para permitir estasis evolutivo Falta un modelo evolutivo
Slide 39 : Problemas en la aplicación del modelo Neodarwinista No reproducción sexual ni meiosis No barreras a recombinación entre especies No hay anatomía comparada ni paleontología Biogeografía desconocida
Slide 40 : Un arbol universal probablemente no es viable
Slide 41 : ¿Debemos renunciar a la reconstrucción evolutiva? No, los microbiólogos tenemos que desarrollar nuestro propio modelo
Slide 42 : Reconstrucciones menos ambiciosas probablemente son factibles Es posible reconstruir evolución en tiempos más cortos. vg. Enterobacteriaceae etc.
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Slide 49 : Reconstrucciones menos ambiciosas probablemente son factibles Es posible reconstruir evolución en tiempos más cortos. vg. Buchnera , Enterobacteriaceae etc. Es posible reconstruir evolución de fragmentos de genomas v.g. trp operon, sistema DnaK
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Slide 53 : Thomas H. Morgan (1866-1945)
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Slide 55 : Agradecimientos Alex Mira Guadalupe Juez Ford Doolittle & lab Yo soy el único culpable de las opiniones vertidas

 


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