Taller en Análisis filogenéticos comparativos en Ecofisiología
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Taller en Análisis filogenéticos comparativos en Ecofisiología
Aplicación de Mesquite y R
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Programa
• Primero (11 Diciembre)• Introduction to Mesquite and R• Data Preparation and Manipulation• Tardes -
– Practical Use of Mesquite y R
• Segundo (12 Diciembre)• Selection of Phylogenetic Trees• Supertrees – Assemblying Composite Trees
– Sources of Phylogenetic Hypotheses• Estimation of Ancestral Character States
– Categorical (Mesquite & R)– Continuous (R – ace)
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Programa
• Tercera (13 Diciembre)– Estimation of Phylogenetic Signal– Statistical Methods incorporating Phylogenetic
information• Phylogenetic Independent Contrasts• Phylogenetic GLS• Multivariate Analyses
– Bring your own Data!
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Goals of Comparative Analyses
• Investigar la evolución carácter• La coevolución de caracteres• Control de la no independencia de las especies• Hipótesis de ensayo de adaptación
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Estadísticas tradicionales de asumir la independencia de las especies (unidades de muestreo)…
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Pero, las especies exhiben diferentes niveles de relación, que afecta a las inferencias de la adaptación
local y la diversificación
Pearman et al. TREE 2008
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Estimación carácter ancestral
Garganta Morphs en UrosaurusFeldman et al. 2011. Molecular Phylogenetics and Evolution
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Dos importantes programas
http://mesquiteproject.org/mesquite/mesquite.html
http://cran.r-project.org/
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Objetivos de Mesquite
• Manipulate Phylogenetic Trees– Estimate Ancestral Character States– Estimate Character Correlations– Inferences of Character Evolution– Multivariate Analyses
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Objetivos para
• How to use R to Manipulate Data• Phylogenetic Comparative Analysis• Statistical Analyses not available in Mesquite
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Ventajas de
• Free• Many packages available• Powerful and Flexible• Platform Independent– MacOS– Linux– Windows
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Página de Inicio para R
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Console de
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R Studio – A GUI for
http://www.rstudio.com/
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37 Paquetes filogenéticos en
• ape• caper• geiger• motmot• OUwie• phylobase• phyloclim• phytools• picante
Sólo voy a describir estos paquetes
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Datos Necesarios
• Phylogenetic Tree– NEXUS format – NEWICK format ((B:0.2,(C:0.3,D:0.4)E:0.5)F:0.1)A
• Data– Continuous– Discrete– Flat Format (Texto, ASCII)
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Nexus Data File Format#nexus...begin trees; translate 1 Phrynosoma, 2 Uta, 3 Petrosaurus, 4 Urosaurus, 5 Sceloporus ; tree one = [&U] (1,2,(3,(4,5)); tree two = [&U] (1,3,(5,(2,4));end;
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A tutorial in Mesquite• Tres elementos de Mesquite
1. Characters2. Taxa3. Trees
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Primero Ventana de Mesquite
Log – list of commands
Projects and Files – list of open projects
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Crear un nuevo proyecto (archivo)
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Nuevas opciones de archivo
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Numero de caracteres
y el tipo de caracteres
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Ventana de caracteres
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Podemos anotar caracteres“Show Annotations Panel”
MetaData
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Taxa se pueden asignar a grupos
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Los árboles pueden establecerse en diferentes formas
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Taxa ventana
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Select a Tree
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Ver el árbol
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Total del Proyecto
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A Gentle Introduction to
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El intérprete interactivo, R
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Asigna variables
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Types of Variables
Mode ExampleNumeric 10.2, 20Character “Morph”, “Substrate”Factor CategoricalLogical TRUE, FALSE, T, F
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Operators
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Functions
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Combinando elementos en matrices
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Matrices
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Operations on Matrices
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Dataframes
• Rectangular table of information– Can include numbers, text
• This is the form of your data when you import into R
Character 1 Character 2 Character 3 Character 4 Character 5
Species 1
Species 2
Species 3
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Character1 Character2 Character3 Character4 Character5
Species1 22.1 100.3 15 2.2 22Species2 23.7 125.0 17.6 3.8 25Species3 35.2 98.3 22.1 1.9 19
Morphology =
Dataframe Behaves as a Matrix
Use attach to directly refer to variable names
attach(morphology)
Character 2 # gives all values of character 2
No Spaces in species or variable names
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Use Help
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Importación de datos
• Change the “working directory”– Easy in R Studio
• Data should be in a clean rectangular matrix– Flat File (No formatting), ASCII text– Exported from excel
• First row: Variable Names• First column: Species/Taxon Names• example: Iguana Life History Data
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Species SVL Mass CS RCM EggM EggS EggV OffSVL AdS AgeMat Env Amblyrhynchus_cristatus 279.0 1370.0 2.6 0.18 98.6 90.33 21.8 NA 0.85 41.0 IslandConolophus_pallidus 440.0 4300.0 10.0 NA NA NA NA NA NA NA IslandConolophus_subcristatus 415.0 3600.0 13.5 0.199 51.2 63.4 NA NA 0.9 84.0 IslandCtenosaura_clarki 126.58 70.78 8.5 0.24 2.45 23.37 3.05 NA NA NA MainCtenosaura_hemilopha 219.33 375.0 27.33 0.21 2.37 21.22 2.69 NA NA NA MainCtenosaura_pectinata 238.7 482.0 28.0 0.23 3.92 26.3 2.29 NA NA NA MainCtenosaura_similis 238.39 795.13 31.1 0.4 7.72 30.92 2.28 NA 0.78 22.0 MainCyclura_carinata 225.0 605.3 5.1 0.21 25.0 52.0 44.87 NA 0.9 72.0 IslandCyclura_ricordi 355.0 1275.0 10.2 NA NA NA NA NA NA NA IslandCyclura_cychlura 405.0 2805.0 8.75 0.21 68.69 73.01 61.34 96.0 NA NA IslandCyclura_nubila 340.0 1700.0 8.12 NA NA NA NA 99.8 NA NA IslandCyclura_cornuta 355.0 3745.6 15.76 NA NA NA NA NA 0.9 72.0 IslandCyclura_inornata 320.0 1336.0 4.1 0.165 55.12 66.0 NA 95.0 NA 132.0 IslandCyclura_stejnegeri 475.0 4516.0 2.4 0.06 115.0 81.66 122.45 NA NA 110.0 IslandDipsosaurus_dorsalis 123.0 70.0 5.6 NA NA NA NA NA 0.66 32.0 MainIguana_iguana 360.35 115.65 32.86 0.46 15.7 39.35 NA NA NA NA MainSauromalus_obesus 160.55 180.0 8.59 0.38 8.0 25.0 15.0 NA 0.8 48.0 MainSauromalus_hispidus 279.0 900.0 22.2 0.24 10.0 25.0 24.0 NA NA NA IslandSauromalus_varius 293.6 1200.0 23.4 0.35 18.0 40.0 28.0 NA NA NA IslandCrotaphytus_collaris 84.8 24.66 8.6 0.217 1.23 21.3 NA NA 0.48 12.0 Main
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Importing Data• Workhorse function: read.table()
iguana.lh <- read.table(file=“iguanalh.txt”, header=TRUE)• iguana.lh (dataframe name)• Check to make sure data were read in correctly• iguana.lh[1:10,] # look at first 10 rows
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Otras formas de importar datos
• Other formats: read.csv(), read.delim()• (useful if there are spaces within some fields)• Handy function: file.choose() # navigate to file
iguana.lh <- read.table(file=file.choose(), header=T)
attach(iguana.lh) # easy to manipulate variables
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Factors• Used to represent categorical data; by default, read.table()
• converts columns with characters into factors
• Factors look like strings, but are treated differently by functions• species # example of a factor• Factors have levels, which are the unique values it takes
• levels(species) # example of a factor• Factor levels may be ordered (e.g., low, med, high), which is
important in some analyses (see ?factor and ?ordered)
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Faltan Datos• Represented by a special character in R: NA• Many functions have an argument na.rm
– If TRUE, NA’s are removed– FALSE is usually default (function returns NA)– median(x, na.rm=TRUE)
• read.table(file, na.strings=“NA”)• na.strings=“-999” # here, missing data are -999• • Useful function: complete.cases(iguanlh.txt)• • Returns logical vector, T for rows without missing data• cc<- complete.cases(iguanalh.txt)
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Los métodos filogenéticos en R
• Start with a Tree• library(ape) # load ape package• We can create a random tree:• tree <- rtree(25) # 25 terminal taxa
• Normally, read in tree(s) from file• tree <- read.nexus(file) # Nexus format• tree <- read.tree(file, …) # Newick format
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Tree Structure in ape
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Plot a Tree
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View a Tree
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Manana
Tree SelectionAncestor Character State Estimation