Descendencia común

@misc{theobald2012evidences,
    author = "Theobald, Douglas L.",
    title = "29+ Evidences for Macroevolution

Douglas Theobald recientemente desarrolló una prueba interesante supuestamente capaz de cuantificar la evidencia de un Origen Común Universal que une los tres dominios de la vida (Eucariotas, Archaea y Bacterias) contra hipótesis de Orígenes Independientes para algunos de estos dominios. Aquí revisamos su modelo, en particular en relación con el tratamiento de la Transferencia Génica Horizontal (HGT) y con la calidad de la alineación de secuencias.

@article{doi104081eb2012e5,
    author = "de Oliveira Martins, Leonardo and Posada, David",
    title = "Proving universal common ancestry with similar sequences",
    year = "2012",
    journal = "Trends in Evolutionary Biology",
    abstract = "Douglas Theobald recently developed an interesting test putatively capable of quantifying the evidence for a Universal Common Ancestry uniting the three domains of life (Eukarya, Archaea and Bacteria) against hypotheses of Independent Origins for some of these domains. We review here his model, in particular in relation to the treatment of Horizontal Gene Transfer (HGT) and to the quality of sequence alignment.",
    url = "https://doi.org/10.4081/eb.2012.e5",
    doi = "10.4081/eb.2012.e5",
    number = "1",
    openalex = "W2099175457",
    pages = "5",
    volume = "4",
    references = "doi101007bf00160154, doi101007bf01734359, doi10108010635150390235520, doi10108010635150490522304, doi101093bioinformaticsbtg180, doi101093bioinformaticsbtr088, doi101093sysbiosyq085, doi101126science1065889"
}

@article{theobald2011universal,
    author = "Theobald, Douglas L.",
    title = "On universal common ancestry, sequence similarity, and phylogenetic structure: the sins of P-values and the virtues of Bayesian evidence",
    year = "2011",
    journal = "Biology Direct",
    url = "https://doi.org/10.1186/1745-6150-6-60",
    doi = "10.1186/1745-6150-6-60",
    number = "1",
    pages = "60",
    volume = "6"
}

@article{yonezawa2010universal,
    author = "Yonezawa, Takahiro and Hasegawa, Masami",
    title = "Was the universal common ancestry proved?",
    year = "2010",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/nature09482",
    doi = "10.1038/nature09482",
    number = "7326",
    pages = "E9--E9",
    volume = "468"
}

@article{theobald2010reply,
    author = "Theobald, D. L.",
    title = "Theobald reply",
    year = "2010",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/nature09483",
    doi = "10.1038/nature09483",
    number = "7326",
    pages = "E10--E10",
    volume = "468"
}

@article{theobald2010a,
    author = "Theobald, Douglas L.",
    title = "A formal test of the theory of universal common ancestry",
    year = "2010",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/nature09014",
    doi = "10.1038/nature09014",
    number = "7295",
    openalex = "W2068487992",
    pages = "219-222",
    volume = "465",
    references = "doi10108010635150390235520, doi101093molbevmsj030, doi1023071912557, doi1023072291091, doi1023073802723, doi105962bhltitle59991, doi105962bhltitle68064, doi105962bhltitle82303"
}

@article{steel2010common,
    author = "Steel, Mike and Penny, David",
    title = "Common ancestry put to the test",
    year = "2010",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/465168a",
    doi = "10.1038/465168a",
    number = "7295",
    pages = "168--169",
    volume = "465"
}

FONDO: Es una creencia común que todas las formas de vida celular en la tierra tienen un origen común. Esta visión se apoya en la universalidad del código genético y la conservación universal de múltiples genes, particularmente aquellos que codifican componentes clave del sistema de traducción. Un notable estudio reciente afirma proporcionar una prueba formal e independiente de la homología de la hipótesis del Origen Común Universal comparando la capacidad de un modelo de origen común y un modelo de múltiples orígenes para predecir secuencias de proteínas universalmente conservadas. RESULTADOS: Diseñamos un experimento computacional sobre una alineación concatenada de proteínas universalmente conservadas que muestra que la supuesta demostración del origen común universal es una consecuencia trivial de la similitud de secuencia significativa entre las proteínas analizadas. La naturaleza y el origen de esta similitud son irrelevantes para la predicción de "origen común" por el enfoque de comparación de modelos. Por lo tanto, la homología (origen común) de las proteínas comparadas permanece como una inferencia de la similitud de secuencia en lugar de una propiedad independiente demostrada por el análisis de verosimilitud. CONCLUSIÓN: No se ha logrado una demostración formal de la hipótesis del Origen Común Universal y es poco probable que sea factible en principio. No obstante, la evidencia a favor de esta hipótesis proporcionada por la genómica comparativa es abrumadora.

@article{doi10118617456150564,
    author = "Koonin, Eugene V. and Wolf, Yuri I.",
    title = "The common ancestry of life",
    year = "2010",
    journal = "Biology Direct",
    abstract = {BACKGROUND: It is common belief that all cellular life forms on earth have a common origin. This view is supported by the universality of the genetic code and the universal conservation of multiple genes, particularly those that encode key components of the translation system. A remarkable recent study claims to provide a formal, homology independent test of the Universal Common Ancestry hypothesis by comparing the ability of a common-ancestry model and a multiple-ancestry model to predict sequences of universally conserved proteins. RESULTS: We devised a computational experiment on a concatenated alignment of universally conserved proteins which shows that the purported demonstration of the universal common ancestry is a trivial consequence of significant sequence similarity between the analyzed proteins. The nature and origin of this similarity are irrelevant for the prediction of "common ancestry" of by the model-comparison approach. Thus, homology (common origin) of the compared proteins remains an inference from sequence similarity rather than an independent property demonstrated by the likelihood analysis. CONCLUSION: A formal demonstration of the Universal Common Ancestry hypothesis has not been achieved and is unlikely to be feasible in principle. Nevertheless, the evidence in support of this hypothesis provided by comparative genomics is overwhelming.},
    url = "https://doi.org/10.1186/1745-6150-5-64",
    doi = "10.1186/1745-6150-5-64",
    openalex = "W2158197263",
    references = "doi1010160968000494901678, doi101038330401a0, doi10103890129, doi101038nrmicro751, doi10108010635150390235520, doi101126science1123061, doi101126science1123539, doi10118617456150329, doi10118617456150564"
}

Desde Darwin, los biólogos han llegado a reconocer que la teoría de la descendencia de la descendencia común (CA) está muy bien respaldada por diversas líneas de evidencia. Sin embargo, aunque la evidencia cualitativa es abrumadora, también necesitamos métodos formales para cuantificar el apoyo evidencial para la CA sobre la hipótesis alternativa de ascendencia separada (SA). En este artículo, exploramos una diversidad de métodos estadísticos utilizando datos de los primates. Nos centramos en dos alternativas a la CA: SA de especies (el origen separado de cada especie nombrada) y SA de familias (el origen separado de cada familia). Implementamos pruebas estadísticas basadas en datos morfológicos, moleculares y biogeográficos y desarrollamos dos nuevos métodos: uno que prueba la autocorrelación filogenética mientras corrige la variación debida a rasgos ecológicos confusos y un método para examinar si los taxones fósiles tienen menos diferencias derivadas que los taxones vivos. Rechazamos abrumadoramente tanto la SA de especies como la SA de familias con valores P infinitesimales. Comparamos estos resultados con los de dos artículos acompañantes, que también encontraron un apoyo tremendamente fuerte para la CA de todos los primates, y discutimos las direcciones futuras y las cuestiones filosóficas generales que conciernen a la prueba estadística de hipótesis históricas como la CA.

@article{doi101111evo12934,
    author = "Baum, David and Ané, Cécile and Larget, Bret and Solís‐Lemus, Claudia and Ho, Lam Si Tung and Boone, P L and Drummond, Chloe P. and Bontrager, Martin and Hunter, Steven and Saucier, William",
    title = "Statistical evidence for common ancestry: Application to primates",
    year = "2016",
    journal = "Evolution",
    abstract = "Desde Darwin, los biólogos han llegado a reconocer que la teoría de la descendencia de la descendencia común (CA) está muy bien respaldada por diversas líneas de evidencia. Sin embargo, aunque la evidencia cualitativa es abrumadora, también necesitamos métodos formales para cuantificar el apoyo evidencial para la CA sobre la hipótesis alternativa de ascendencia separada (SA). En este artículo, exploramos una diversidad de métodos estadísticos utilizando datos de los primates. Nos centramos en dos alternativas a la CA: SA de especies (el origen separado de cada especie nombrada) y SA de familias (el origen separado de cada familia). Implementamos pruebas estadísticas basadas en datos morfológicos, moleculares y biogeográficos y desarrollamos dos nuevos métodos: uno que prueba la autocorrelación filogenética mientras corrige la variación debida a rasgos ecológicos confusos y un método para examinar si los taxones fósiles tienen menos diferencias derivadas que los taxones vivos. Rechazamos abrumadoramente tanto la SA de especies como la SA de familias con valores P infinitesimales. Comparamos estos resultados con los de dos artículos acompañantes, que también encontraron un apoyo tremendamente fuerte para la CA de todos los primates, y discutimos las direcciones futuras y las cuestiones filosóficas generales que conciernen a la prueba estadística de hipótesis históricas como la CA.",
    url = "https://doi.org/10.1111/evo.12934",
    doi = "10.1111/evo.12934",
    openalex = "W2345386884",
    references = "deoliveiramartins2014testing, larget2016statistical"
}

Resumen La descendencia común de la vida está respaldada por un enorme cuerpo de evidencia y es universalmente aceptada dentro de la comunidad científica. Sin embargo, algunas fuentes potenciales de datos que pueden utilizarse para probar la tesis de la descendencia común aún no han sido analizadas formalmente. Desarrollamos una nueva prueba de descendencia común basada en secuencias de nucleótidos en sitios invariantes de aminoácidos en genes codificantes de proteínas homólogos alineados. Razonamos que, dado que la variación de nucleótidos en sitios invariantes de aminoácidos es selectivamente neutra y, por lo tanto, poco probable que se deba a la evolución convergente, la observación de que un aminoácido se codifica consistentemente por la misma secuencia de codón en diferentes especies podría proporcionar una fuerte evidencia de su descendencia común. Nuestro método utiliza la variación observada en las secuencias de codones en sitios invariantes de aminoácidos como estadístico de prueba, y compara dicha variación con la que se espera bajo tres modelos diferentes de frecuencia de codones bajo la hipótesis alternativa de ascendencia separada. También examinamos la estructura jerárquica en las secuencias de nucleótidos en sitios invariantes de aminoácidos y cuantificamos el acuerdo entre los árboles generados a partir de la secuencia de aminoácidos y aquellos inferidos de las secuencias de nucleótidos en sitios invariantes de aminoácidos. Cuando estas pruebas se aplican a las familias de primates como caso de prueba, encontramos que la variación de nucleótidos observada en sitios invariantes de aminoácidos es considerablemente menor que la variación de nucleótidos predicha por cualquier modelo de frecuencia de codones bajo ascendencia separada. Los árboles filogenéticos generados a partir de datos de nucleótidos en sitios invariantes de aminoácidos coinciden con los generados a partir de datos codificantes de proteínas, y hay mucha más estructura jerárquica en los datos de sitios invariantes de aminoácidos de lo que se esperaría bajo ascendencia separada. Rechazamos definitivamente la ascendencia separada de las familias de primates y demostramos que nuestras pruebas pueden aplicarse a cualquier grupo de interés para probar la descendencia común.

@misc{doi101101035915,
    author = "Bontrager, Martin and Larget, Bret and Ané, Cécile and Baum, David",
    title = "Statistical Evidence for Common Ancestry: Testing for Signal in Silent Sites",
    year = "2016",
    booktitle = "bioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory)",
    abstract = "Resumen La descendencia común de la vida está respaldada por un enorme cuerpo de evidencia y es universalmente aceptada dentro de la comunidad científica. Sin embargo, algunas fuentes potenciales de datos que pueden utilizarse para probar la tesis de la descendencia común aún no han sido analizadas formalmente. Desarrollamos una nueva prueba de descendencia común basada en secuencias de nucleótidos en sitios invariantes de aminoácidos en genes codificantes de proteínas homólogos alineados. Razonamos que, dado que la variación de nucleótidos en sitios invariantes de aminoácidos es selectivamente neutra y, por lo tanto, poco probable que se deba a la evolución convergente, la observación de que un aminoácido se codifica consistentemente por la misma secuencia de codón en diferentes especies podría proporcionar una fuerte evidencia de su descendencia común. Nuestro método utiliza la variación observada en las secuencias de codones en sitios invariantes de aminoácidos como estadístico de prueba, y compara dicha variación con la que se espera bajo tres modelos diferentes de frecuencia de codones bajo la hipótesis alternativa de ascendencia separada. También examinamos la estructura jerárquica en las secuencias de nucleótidos en sitios invariantes de aminoácidos y cuantificamos el acuerdo entre los árboles generados a partir de la secuencia de aminoácidos y aquellos inferidos de las secuencias de nucleótidos en sitios invariantes de aminoácidos. Cuando estas pruebas se aplican a las familias de primates como caso de prueba, encontramos que la variación de nucleótidos observada en sitios invariantes de aminoácidos es considerablemente menor que la variación de nucleótidos predicha por cualquier modelo de frecuencia de codones bajo ascendencia separada. Los árboles filogenéticos generados a partir de datos de nucleótidos en sitios invariantes de aminoácidos coinciden con los generados a partir de datos codificantes de proteínas, y hay mucha más estructura jerárquica en los datos de sitios invariantes de aminoácidos de lo que se esperaría bajo ascendencia separada. Rechazamos definitivamente la ascendencia separada de las familias de primates y demostramos que nuestras pruebas pueden aplicarse a cualquier grupo de interés para probar la descendencia común.",
    url = "https://doi.org/10.1101/035915",
    doi = "10.1101/035915",
    openalex = "W2263396908",
    references = "deoliveiramartins2014testing, larget2016statistical"
}

La naturaleza del último ancestro común universal (LUCA), su edad y su impacto en el sistema terrestre han sido objeto de un debate vigoroso en diversas disciplinas, a menudo basado en datos y métodos dispares. Las estimaciones de edad para LUCA suelen basarse en el registro fósil, variando con cada reinterpretación. La naturaleza del metabolismo de LUCA ha resultado igualmente controvertida, con algunos atribuyendo todos los metabolismos centrales a LUCA, mientras que otros reconstruyen una forma de vida más simple dependiente de la geoquímica. Aquí inferimos que LUCA vivió ~4.2 Ga (4.09-4.33 Ga) a través del análisis de tiempos de divergencia de duplicados de genes pre-LUCA, calibrado utilizando fósiles microbianos y registros isotópicos bajo una nueva implementación de refuerzo cruzado. La conciliación filogenética sugiere que LUCA tenía un genoma de al menos 2.5 Mb (2.49-2.99 Mb), codificando alrededor de 2.600 proteínas, comparable a procariotas modernos. Nuestros resultados sugieren que LUCA era un acetógeno anaeróbico de grado procariota que poseía un sistema inmune temprano. Aunque LUCA a veces se percibe como viviendo en aislamiento, inferimos que LUCA formaba parte de un sistema ecológico establecido. El metabolismo de LUCA habría proporcionado un nicho para otros miembros de la comunidad microbiana y el reciclaje de hidrógeno por fotoquímica atmosférica podría haber apoyado un ecosistema temprano modestamente productivo.

@article{doi101038s41559024024611,
    author = "Moody, Edmund R. R. and Álvarez-Carretero, Sandra and Mahendrarajah, Tara and Clark, James and Betts, Holly C. and Dombrowski, Nina and Szánthó, Lénárd L. and Boyle, Richard A. and Daines, Stuart J. and Chen, Xi and Lane, Nick and Yang, Ziheng and Shields, Graham and Szöllősi, Gergely J. and Spang, Anja and Pisani, Davide and Williams, Tom A. and Lenton, Timothy M. and Donoghue, Philip C. J.",
    title = "The nature of the last universal common ancestor and its impact on the early Earth system",
    year = "2024",
    journal = "Nature Ecology \& Evolution",
    abstract = "La naturaleza del último ancestro común universal (LUCA), su edad y su impacto en el sistema terrestre han sido objeto de un debate vigoroso en diversas disciplinas, a menudo basado en datos y métodos dispares. Las estimaciones de edad para LUCA suelen basarse en el registro fósil, variando con cada reinterpretación. La naturaleza del metabolismo de LUCA ha resultado igualmente controvertida, con algunos atribuyendo todos los metabolismos centrales a LUCA, mientras que otros reconstruyen una forma de vida más simple dependiente de la geoquímica. Aquí inferimos que LUCA vivió 	extasciitilde 4.2 Ga (4.09-4.33 Ga) a través del análisis de tiempos de divergencia de duplicados de genes pre-LUCA, calibrado utilizando fósiles microbianos y registros isotópicos bajo una nueva implementación de refuerzo cruzado. La conciliación filogenética sugiere que LUCA tenía un genoma de al menos 2.5 Mb (2.49-2.99 Mb), codificando alrededor de 2.600 proteínas, comparable a procariotas modernos. Nuestros resultados sugieren que LUCA era un acetógeno anaeróbico de grado procariota que poseía un sistema inmune temprano. Aunque LUCA a veces se percibe como viviendo en aislamiento, inferimos que LUCA formaba parte de un sistema ecológico establecido. El metabolismo de LUCA habría proporcionado un nicho para otros miembros de la comunidad microbiana y el reciclaje de hidrógeno por fotoquímica atmosférica podría haber apoyado un ecosistema temprano modestamente productivo.",
    url = "https://doi.org/10.1038/s41559-024-02461-1",
    doi = "10.1038/s41559-024-02461-1",
    openalex = "W4400589084",
    references = "theobald2010a"
}

Aunque no hay duda entre los biólogos evolutivos de que todas las especies vivientes, o simplemente todas las especies vivientes dentro de un grupo particular (por ejemplo, animales), comparten descendencia de un ancestro común, los métodos estadísticos formales para evaluar la descendencia común a partir de datos de secuencias de ADN alineadas han recibido críticas. Una crítica principal es que los métodos anteriores toman la similitud de secuencias como evidencia de descendencia común mientras ignoran otras causas biológicas potenciales de similitud, como las restricciones funcionales. Presentamos un nuevo marco estadístico para probar la ascendencia separada versus la descendencia común que evita esta trampa. Ilustramos la eficacia de nuestro enfoque utilizando una reciente alineación molecular grande publicada para examinar la descendencia común de todos los primates (incluidos los humanos). Encontramos evidencia abrumadora en contra de la ascendencia separada y a favor de la descendencia común para órdenes y familias de primates. También encontramos evidencia abrumadora de que los humanos comparten un ancestro común con otras especies de primates. Los nuevos métodos estadísticos presentados aquí proporcionan medios formales para probar la ascendencia separada versus la descendencia común a partir de datos de secuencias de ADN alineadas mientras se tienen en cuenta las restricciones funcionales que limitan el uso de bases de nucleótidos en una base por sitio.

@misc{larget2016statistical,
    author = "Larget, Bret and Ané, Cécile and Bontrager, Martin and Hunter, Steve and Stenz, Noah and Baum, David A.",
    title = "Statistical evidence for common ancestry: New tests of universal ancestry",
    year = "2016",
    abstract = "Aunque no hay duda entre los biólogos evolutivos de que todas las especies vivientes, o simplemente todas las especies vivientes dentro de un grupo particular (por ejemplo, animales), comparten descendencia de un ancestro común, los métodos estadísticos formales para evaluar la descendencia común a partir de datos de secuencias de ADN alineadas han recibido críticas. Una crítica principal es que los métodos anteriores toman la similitud de secuencias como evidencia de descendencia común mientras ignoran otras causas biológicas potenciales de similitud, como las restricciones funcionales. Presentamos un nuevo marco estadístico para probar la ascendencia separada versus la descendencia común que evita esta trampa. Ilustramos la eficacia de nuestro enfoque utilizando una reciente alineación molecular grande publicada para examinar la descendencia común de todos los primates (incluidos los humanos). Encontramos evidencia abrumadora en contra de la ascendencia separada y a favor de la descendencia común para órdenes y familias de primates. También encontramos evidencia abrumadora de que los humanos comparten un ancestro común con otras especies de primates. Los nuevos métodos estadísticos presentados aquí proporcionan medios formales para probar la ascendencia separada versus la descendencia común a partir de datos de secuencias de ADN alineadas mientras se tienen en cuenta las restricciones funcionales que limitan el uso de bases de nucleótidos en una base por sitio.",
    url = "https://doi.org/10.1101/036327",
    doi = "10.1101/036327",
    openalex = "W2288243766",
    references = "deoliveiramartins2014testing, doi101093bioinformaticsbtg412, doi101093bioinformaticsbtq706, doi101093bioinformaticsbtu033, doi1012019780429246593, doi101371journalpgen1001342, doi105962bhltitle59991, doi105962bhltitle68064, openalexw3217097258"
}

FONDO: La evidencia de la descendencia común universal (DCU) es vasta y convincente. Se ha propuesto una prueba filogenética para cuantificar sus probabilidades frente a secuencias de origen independiente basándose en la comparación entre uno versus varios árboles. Esta prueba se aplicó con éxito a una alineación de secuencias homólogas bien respaldada, la cual fue, sin embargo, criticada en base a simulaciones que mostraron que las alineaciones sin ninguna estructura filogenética podrían llevar a conclusiones erróneas. RESULTADOS: Aquí presentamos una versión simplificada de este mismo contraejemplo, que puede interpretarse como un árbol con ramas arbitrariamente largas, y donde la prueba de DCU falla nuevamente. También presentamos otro caso donde cualquier alineación suficientemente similar favorecerá la DCU independientemente de los verdaderos orígenes independientes de las secuencias. Finalmente, presentamos una clase de pruebas frecuentistas que funcionan mejor que la supuestamente formal prueba de DCU. CONCLUSIÓN: A pesar de las afirmaciones en contrario, mostramos que los contraejemplos detectaron exitosamente una desventaja de la prueba original de DCU, de depender de la similitud de secuencias. A la luz de nuestras propias simulaciones, por lo tanto, concluimos que la prueba de DCU tal como se propuso originalmente no debe ser confiable a menos que la convergencia haya sido descartada a priori.

@article{doi101186s130620160120y,
    author = "Martins, Leonardo and Posada, David",
    title = "Infinitely long branches and an informal test of common ancestry",
    year = "2016",
    journal = "Biology Direct",
    abstract = "FONDO: La evidencia de la descendencia común universal (DCU) es vasta y convincente. Se ha propuesto una prueba filogenética para cuantificar sus probabilidades frente a secuencias de origen independiente basándose en la comparación entre uno versus varios árboles. Esta prueba se aplicó con éxito a una alineación de secuencias homólogas bien respaldada, la cual fue, sin embargo, criticada en base a simulaciones que mostraron que las alineaciones sin ninguna estructura filogenética podrían llevar a conclusiones erróneas. RESULTADOS: Aquí presentamos una versión simplificada de este mismo contraejemplo, que puede interpretarse como un árbol con ramas arbitrariamente largas, y donde la prueba de DCU falla nuevamente. También presentamos otro caso donde cualquier alineación suficientemente similar favorecerá la DCU independientemente de los verdaderos orígenes independientes de las secuencias. Finalmente, presentamos una clase de pruebas frecuentistas que funcionan mejor que la supuestamente formal prueba de DCU. CONCLUSIÓN: A pesar de las afirmaciones en contrario, mostramos que los contraejemplos detectaron exitosamente una desventaja de la prueba original de DCU, de depender de la similitud de secuencias. A la luz de nuestras propias simulaciones, por lo tanto, concluimos que la prueba de DCU tal como se propuso originalmente no debe ser confiable a menos que la convergencia haya sido descartada a priori.",
    url = "https://doi.org/10.1186/s13062-016-0120-y",
    doi = "10.1186/s13062-016-0120-y",
    openalex = "W2323017461",
    references = "deoliveiramartins2014testing, doi104081eb2012e5, martins2012proving"
}