Sinal filogenético - K de Blomberg

A prática de hoje é baseada em exercício do capítulo 6 do livro “Analysis of Phylogenetics and Evolution with R”, de Emmanuel Paradis (veja livro em http://goo.gl/zxsfzg).

Primeiramente, limpe sua área de trabalho e gráficos.

rm(list=ls())
graphics.off()

Precisaremos dos pacotes “ape”, “picante” e “phytools”. Caso ainda não o tenha feito, instale os pacotes com o comando a seguir, lembrando de retirar o “#”:

#install.packages("picante")
#install.packages("ape")
#install.packages("phytools")

Lembre-se de carregar os pacotes instalados:

library(picante)
library(ape)
library(phytools)

Utilizaremos os mesmos dados de primatas de Lynch (1991) da aula passada. Caso não tenha os dados da aula passada, primeiramente, baixe o arquivo contendo a filogenia dos gêneros de primatas de http://goo.gl/7zFqiQ. Salve o arquivo com a extensão “.txt” no seu diretório de trabalho. Se quiser ver o artigo de Lynch, acesse http://goo.gl/BtRX8j. Carregue a filogenia com o seguinte comando:

tree <- read.tree("primfive.txt")

Você já pode visualizar a filogenia.

plot(tree)

Agora você precisa das características, a saber, massa do corpo (Kg) e longevidade (anos), que você pode carregar conforme segue.

body <- c(60, 37, 10.7, 7.6, 0.23)
longevity <- c(115, 28, 29, 18, 10)
names(body) <- names(longevity) <- c("Homo", "Pongo", "Macaca", "Ateles", "Galago")

Com os dados de características e a filogenia em mãos, você tem tudo para um teste de sinal filogenético. Antes de mais nada, acesse a ajuda da função a ser usada.

?Kcalc

Observe o que significa cada argumento da função. Veja que há um argumento que avalia se os nomes dos taxa estão iguais e na mesma ordem. Você pode avaliar essa correspondência dos nomes manualmente também. Afinal sempre é bom ver detalhadamente o que está ocorrendo com os dados.

names(body)==tree$tip.label
names(longevity)==tree$tip.label

Se os nomes dos gêneros corresponderam entre atributos e filogenia, você pode rodar a estatística K de Blomberg como teste de sinal filogenético.

body_signal <- Kcalc(body, tree)

Será que o valor de K observado difere do Movimento Browniano? Podemos responder a essa questão utilizando um modelo nulo. Vamos gerar uma distribuição de valores de K a partir de mil simulações de evolução de uma característica por Movimento Browniano na nossa árvore filogenética.

res<-NULL

for(i in 1:1000){
  trnull <- fastBM(tree)
  res[i] <- Kcalc(trnull, tree)
}

res

Agora podemos comparar nosso valor observado com os valores “nulos”, gerados por evolução por Movimento Browniano. Obtemos o valor de P através da posição em que aparece no rank de valores nulos gerados. Nosso valor de K será significativo se o valor de P for maior do que 0.975 ou menor do que 0.025, já que a distribuição é bicaudal.

sum(body_signal[1]>=res)/1000

Faça o mesmo para a variável longevidade.

Exercícios para serem entregues (até 24/4, 23:59, por email):

A que valores de K (e de P) você chegou e quais conclusões você tira quanto à presença ou ausência de sinal filogenético para cada um dos atributos testados? Explique sua interpretação.
Que processo evolutivo poderia ter levado ao padrão encontrado para cada um dos atributos?

Sinal filogenético - K de Blomberg

Marcos Carlucci

Exercícios para serem entregues (até 24/4, 23:59, por email):