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ANÁLISIS FILOGENETICO DE ROTIFEROS BASADO EN CARACTERES MOLECULARES Y MORFOLOGICOS: EVIDENCIA TOTAL Héctor Mauricio Casanova Navarro, Facultad de Ciencias, Escuela de Biología, UIS, 2009 Introducción El filo Rotífera constituye un grupo de organismos microscópicos, invertebrados acuáticos con cerca de 1900 especies distribuidas en tres clases, Seisonidea, Bdelloidea, y Monogononta (Sorensen, 2002). Seisonidea comprende sólo tres especies (Sorensen et al., 2005), Bdelloidea comprende aprox. 400 especies y el tercer clado, Monogononta representa el grupo más diverso con aproximadamente 1500 especies descritas (Sorensen & Giribet, 2006). Estudios recientes basados en análisis moleculares sugieren que el filo Acanthocephala se encuentra estrechamente relacionado con el filo Rotífera (Garey et al., 1996; Herlyn et al., 2003), posiblemente anidados como grupo hermano de la clase Bdelloidea (García‐Varela et al., 2000; Giribet et al., 2004) o grupo hermano de la clase Seisonidea (Herlyn et al., 2003). El presente estudio se basa en las relaciones del filo Rotífero, mediante el análisis de datos morfológicos y moleculares (2 genes nucleares 18S – 28S y 1 gen mitocondrial COI) donde se evalúa la monofilia de Monogononta y la inclusión de Acanthocephala como grupo hermano de las clases Seisonidea y Bdelloidea. Materiales y Métodos El análisis filogenético incluye 3 taxa como outgroup, representados por las especies Haplopharynx rostratus, Microstomun lineare (Platelminthes) y Haplognathia ruberrima (Gnathastomulida) y 19 taxa ingroup pertenecientes al filo Rotífera, teniendo para todos los taxa 74 caracteres morfológicos (Anexo1); los datos moleculares corresponden a los genes ribosomales 18S, 28S (nucleares) y gen COI (mitocondrial) (Sorensen & Giribet, 2006) Anexo 2. Se efectúo un análisis de sensibilidad empleando el programa POY 4.O BETA (Varón et al. 2007) para determinar el costo óptimo de los datos de acuerdo con el índice de incongruencia ILD (Farris, 1985), aplicado a cuatro matrices de transformación siguiendo los parámetros implementados para interacciones (Anexo3). Se realizo análisis de parsimonia para caracteres morfológicos, secuencias moleculares y evidencia total; con los árboles obtenidos se efectúo soporte de Bremer relativo y absoluto implementado TNT 1.1 (Goloboff et al., 2007). Para el análisis de datos moleculares se realizo un alineamiento múltiple con MUSCLE 3.6 (Robert, 2004), con los resultados obtenidos se hallaron los modelos evolutivos implementando R 2.0.9 (Venables & Smith, 2008) como plataforma para APE (Paradis et al., 2004) y PhyML 3.0 (Guindon & Gascuel, 2003). El análisis de máxima verosimilitud (ML) de las secuencias moleculares se realizo con PhyMl 3.0 (Guindon & Gascuel, 2003). Por último, se llevo a cabo un análisis mediante inferencia Bayesiana con el modelo seleccionado anteriormente utilizando el programa Mr.Bayes 3.1.2. (Huelsenbeck & Ronquist, 2001) para datos moleculares combinados y evidencia total. Resultados y Discusión El análisis de sensibilidad aplicado a cuatro matrices de costo mediante el método de interacciones arrojó como resultado una baja incongruencia para la matriz 111:111:121 en los genes 18S, 28S y COI respectivamente (Anexo 3). El análisis de los datos morfológicos bajo parsimonia produjo 1 árbol con longitud de 48 pasos (Anexo 4), la topología obtenida apoya la relación de Acanthocephala como grupo hermano de rotífera; las relaciones dentro de Monogononta no son determinadas claramente. Soporte de Bremer para análisis molecular sustenta la inclusión de Acanthocephala como grupo hermano de Seisonidea y Bdelloidea (Anexo 5a‐b), conformando así el grupo Hemirotifera propuesto por Sorensen y Giribet (2006), igualmente soporta la monofilia de Monogononta sin resolver los grupos internos de esta clase. El modelo de evolución propuesto bajo el criterio de Akaike (AIC) fue GTR+I+gamma para los tres genes (Anexo 10a, b y c), este se implemento en la construcción de la filogenia bajo el criterio de Máxima verosimilitud y en el análisis de evidencia total mediante inferencia Bayesiana. Máxima verosimilitud para análisis de genes individuales aunque no resuelve totalmente las relaciones entre las clases del filo, apoya la hipótesis de inclusión de Acanthocephala dentro de Rotífera; el gen 18S sustenta la inclusión de Acanthocephala como grupo hermano de Bdelloidea (Anexo 6a), para el gen COI dicha relación se presenta con la clase Seisonidea (Anexo 6c). El árbol obtenido de este análisis para el gen 28S es poco resuelto (Anexo 6b). La topología derivada del análisis Bayesiano para datos moleculares es congruente con las obtenidas mediante soporte de Bremer, donde Acanthocephala, Bdelloidea y Seisonidea conforman el grupo Hemirotifera; dicha topología apoya la monfilia de la clase Monogononta en la cual se observa una clara separación entre los grupos que la conforman, Gnesiotrocha y Ploima (Anexo7). Tanto en soporte de Bremer (Anexo 8) como en análisis Bayesiano (Anexo 9) para evidencia total, los clados Hemirotifera y Monogononta están claramente resueltos; asi mismo soportan la inclusión de Acanthocephala en el filo Rotífera. Conclusión La hipótesis de monofilia de Monogononta es apoyada por los análisis combinados de datos morfológicos y moleculares mediante soporte de Bremer e inferencia Bayesiana, de igual manera estos dos acercamientos sustentan el grupo propuesto por Sorensen y Giribet (2006), donde la inclusión de Acanthocephala como grupo hermano de Seisonidea y Bdelloidea conforman el grupo Hemirotifera. Bibliografía García‐Varela, M., de Leon, G.P.P., de la Torre, P., Cummings, M.P., Sarma, S.S.S., Laclette, J.P., 2000. Phylogenetic relationships of Acanthocephala based on analysis of 18S ribosomal RNA gene sequences. J. Mol. Evol. 50, 532–540. Garey, J.R., Near, T.J., Nonnemacher, M.R., Nadler, S.A., 1996. Molecular evidence for Acanthocephala as a subtaxon of Rotifera. J. Mol. Evol. 43, 287–292. Giribet, G., Sorensen, M.V., Funch, P., Kristensen, R.M., Sterrer, W., 2004. Investigations into the phylogenetic position of Micrognathozoa using four molecular loci. Cladistics 20, 1–13. Goloboff, P.A., Farris, J.S., Nixon, K.C. 2007. T.N.T. Tree analysis using new technology. Programa y documentación disponible en: http://www.zmuc.dk/public/phylogeny/TNT/. Guindon S., Gascuel O. (2003) A simple, fast, and accurate algorithm to estimate large phylogenies by maximum likelihood. Systematic Biology, 52(5):696‐704. Huelsenbeck, JP & Ronquist, F. (2001) Bioinformatics 17, 754–755. Herlyn, H., Piskurek, O., Schmitz, J., Ehlers, U., Zischler, H., 2003. The syndermatan phylogeny and the evolution of acanthocephalan endoparasitism as inferred from 18S rDNA sequences. Mol. Phylogenet. Evol. 26, 155–164. Huelsenbeck, J.P and Ronquist, F. 2001. MrBayes v3.1.2: Bayesian inference of phylogeny. Bioinformatics 17; 754‐755. Paradis E., Claude J. & Strimmer K. 2004. APE: analyses of phylogenetics and evolution in R language. Bioinformatics 20: 289‐290. Robert C, E. (2004) MUSCLE: multiple sequence aligment with high accuracy and high throughput, Nucleic Acids Research 32(5). 1792‐97. Sorensen, M.V., 2002. On the evolution and morphology of the rotiferan trophi, with a cladistic analysis of Rotifera. J. Zool. Syst. Evol. Res. 40, 129–154. Sorensen, M.V., Giribet, G., 2006. A modern approach to rotiferan phylogeny: Combining morphological and molecular data. Molecular Phylogenetics and Evolution 40:585–608. Sorensen, M.V., Funch, P., Segers, H., 2005. On a new Seison Grube, 1861 from coastal waters of Kenya, with a reappraisal of the classiffication of Seisonida (Rotifera). Zool. Stud. 44, 34–43. Varón, A., L. S. Vinh, I. Bomash, W. C.Wheeler. (2007) POY 4.0 Beta 2398. American Museum of Natural History. Venables W. N., Smith D. M. 2008. R: A Programming Environment for Data Analysis and Graphics.