Введение в построение филогении на основании молекулярных данных

Эволюция – основная теория биологии – науки, пытающейся ответить на фундаментальные вопросы о происхождении и разнообразии видов живых организмов во времени и в пространстве. Одной из главных целей курса является понимание взаимосвязей биологического наследования для того, чтобы отвечать на более сложные вопросы, например, влияние новых черт, приобретённых в ходе эволюции, на многообразие типов наследования и обнаружение массового исчезновения видов в прошлом. Построение точного филогенетического дерева необходимо для понимания патогенных вспышек или эволюции бактериальной резистентности.

В последние годы все большее распространение получает использование данных секвенирования ДНК для построения филогенетического дерева. Также появился ряд вопросов, на которые невозможно ответить посредством аналитических и вычислительных методов; на эти важные вопросы эволюции может ответить филогенетика.

В рамках курса мы расскажем об основных методах, используемых при молекулярном построении филогенетического дерева: секвенировании ДНК (включая технологию секвенирования нового поколения, которая позволяет секвенировать геном полностью), выравнивании последовательности ДНК или аминокислот, построении филогенетического дерева (приближение, максимальное правдоподобие, байесовский вывод), модели последовательной эволюции, оценке времени разнообразия наследования при помощи калибровки ископаемых, относящихся к предыдущим периодам, и молекулярных часов. Также планируется введение в проверку статистических гипотез, основанных на построенном дереве. Курс будет состоять из лекций и практических занятий. Студенты могут приходить со своими данными или данными, которые они нашли. Цель курса - определить базовый набор инструментов для проведения филогенетического исследования и использовать эти инструменты для решения более общих проблем эволюции и экологии.

Альмир Пепато:

Альмир Пепато с 2011 года преподаёт в Федеральном университете Минас-Жерайс (UFMG, Brazil). Основной темой его докторских и постдокторских исследований была общая филогения и морфология клещей. Благодаря своему исследовательскому опыту он разработал интенсивный курс обучения по построению филогенетического дерева при помощи молекулярных данных и теории делимитации видов, который читал в аспирантуре университета Минас-Жерайс. В настоящее время Альмир вместе с Павлом Климовым (Университет Мичигана) занимается комплексным исследованием биогеографии бразильского побережья.

Павел Климов:

Павел Климов — кандидат биологических наук, акаролог, научный сотрудник Мичиганского университета, ведущий научный сотрудник Международной лаборатории по изучению климата, землепользования и биоразнообразия Тюменского государственного университета. Павел Климов с 2000 года работает в Университете Мичигана. Он написал 59 статей и монографию по филогенетической систематике, коэволюции и биогеографии. Павел также преподаёт в Летней школе акарологии в Университете штата Огайо. Научные интересы Павла касаются связи клещей и здоровья человека, он был ключевым исследователем в недавнем секвенировании генома американского пылевого клеща. В 2014-2017 Павел Климов и Альмир Пепато получили грант от бразильского правительства на исследование биогеографии бразильского побережья. В числе соавторов Павла был Эдвард Осборн Уилсон, один из основоположников теории островной биогеографии.