1. Inicialmente começamos por utilizar um programa no computador para analisar como se ordenavam geneticamente as espécies numa árvore filogenética.

2. Verificamos que algumas espécies se ordenavam pelas cores da pelagem e outras por espécie.

3. De seguida, foram distribuídas novamente as imagens das espécies para ordenarem conforme o conhecimento que adquirimos através do estudo no computador.

1. Simulamos a deriva genética (fenómeno neutral):

   
   

   Retiramos de um saco com 7 conjuntos de cinco discos de cores diferente 15 discos de forma aleatória registando quantos discos de cada cor foram retirados. De seguida, duplicamos o número de discos por cor e desses 30 voltamos a retirar outros 15 repetindo este processo 5 vezes.

   
   

   -Observamos uma mudança de frequência de uma mutação, de geração a geração em consequência de eventos ao acaso.

   
   

   
   

Nesta sessão exploramos a genética através de uma atividade entre turma.

1. Começamos por relembrar o conceito de espécie e de adaptação ao meio ambiente.

2. Após a teoria foram dadas imagens com diferentes espécies de animais.

3. Nesse dia o objetivo era ordenar as imagens conforme a árvore filognética projetada pelos investigadores.

Ao simularmos duas situações diferentes em que alterávamos apenas o número efetivo da população, podemos observar que quanto maior o Ne mais estável eram os resultados finais e quanto menor era esse número mais variavam.

-> Quando o tamanho da população é mais pequeno (Gráfico 1, n=20), verifica-se uma variação drástica na frequência dos diferentes fenótipos, por exemplo, podemos verificar que certas característica extinguiram-se após algumas gerações e outras atingiram valores muito elevados.

-> Quando o tamanho da população é maior (Gráfico 3, n=2000), a variação da frequência das características é notoriamente mais estável, não se verificando nenhuma extinção ou dominância total.

-> Como verificamos anteriormente, a diminuição súbita do número de indivíduos da população resultou em uma variação drástica na frequência do fenótipo A.

• O destino de uma mutação numa população resulta da interação entre processos neutrais, como a deriva genética, e processos não-neutrais, como a seleção natural.

• Os processos neutrais ocorrem ao acaso, mas a sua influência é afetada por fatores como o tamanho efetivo da população (Ne).

• Os processos não-neutrais favorecem mutações que aumentam o fitness, promovendo uma melhor adaptação ao ambiente.

1. Introduzimos diferentes variáveis e os seus dados relativos a fim de percebermos de que maneira estas se relacionam, se são proporcionais, inversamente proporcionais ou se não se relacionam.

2. Exploramos o script que guiará o trabalho final do projeto recebendo orientações e demonstrações.

1. Foi dada uma folha com a longitude e latitude em que se podia encontrar um determinado fenótipo e um mapa que representava 1/4 da Europa a cada grupo. Depois marcamos no mapa a laranja onde se podia encontrar o fenótipo "pelo castanho" e a amarelo o fenótipo "pelo branco".

1. Instalar o Software

• Fazemos o download do MEGA12, este serve para contruir a árvore filogenética

2. Obter os Dados Mitocondriais

• Aceder ao NCBI:

• No campo de pesquisa, procurar por:
  mitochondrial genome [SISTEMA]

• Clicar na caixa "Genomes", depois em "Nucleotide"

• Usar os filtros à esquerda:

  • Filtrar por compartimento genético: selecionar "Mitochondrion"

  • Filtrar por tamanho da sequência: 15.000 a 18.000 bp

  • Supostamente era para pôr com estes filtros, mas com o desenvolvimento do nosso treabalho reparamos que a nossa espécie era limitada nestes dados e adaptamos para a utilizamos do gene citocromo b pois este evolui relativamente rápido, logo é útil para distinguir espécies próximas, onde tinha tamanho de sequência de 1.140bp

    
    

3. Selecionar e Obter Sequências

• Confirmar presença de Lepus brachyurus na lista.

• Selecionar mínimo de 5 espécies diferentes, preferencialmente com o termo “complete genome” no título.

• O download das sequências será automático.

4. Preparar o Ficheiro FASTA

• Abrir o ficheiro num editor de texto

• Identificar e extrair apenas um gene codificante (preferencialmente dos maiores) comum a todas as espécies.

• Guardar o novo ficheiro com a extensão .fasta (ex: geneX_lepus.fasta)

5. Análise Filogenética no MEGA12

• Abrir o MEGA12 e importar o ficheiro .fasta

  
  

  conclusão:

• Por fim analisamos a árvore filogenética e concluimos que a Lepus brachyurus é a que diverge mais cedo em relação às outras espécies incluídas na árvore filogenética [figura 1], ou seja, não é particularmente próxima de nenhuma das outras espécies. Isto faz sentido já que esta é endêmica do Japão, um arquipélago isolado, o que significa uma evolução independente.

  
  

Neste caso, foi-nos atribuida uma espécie (Lebre Japonesa ou Lepus Brachyurus) e tivemos que estudá-la no passado, no futuro e no presente. O tema 2 está situado no presente e é estudado através do Rstudio.

Para poder-mos completar este tema tivemos que intalar os scripts e as variáveis que os intrutores nos enviaram via email. Com estes scripts tinhamos de colocá-los no Rstudi, instalar os plots e packages, dar run nos comandos apresentados, alterar os valores para poderem ficar de acordo com a nossa espécie e por fim, observar os resultados obtidos.

Como está apresentado no poster os resultados obtidos foram dois gráficos: o gráfico da simulação da seleção natural e o gráfico da simulação da deriva genética

Em suma, neste tema conseguimos perceber como funcionava a nossa espécie no presente através de gráficos e dados.

1. Recolha de Observações: Complementa-mos o ficheiro base com pelo menos 15 observações adicionais por fenótipo, retiradas do iNaturalist, garantindo que são observações válidas e nos meses de inverno.

2. Obtenção da Distribuição Geográfica: Fazer o download da distribuição oficial da espécie a partir da IUCN Red List, em formato shapefile.

3. Processamento das Variáveis Climáticas: Usar dados climáticos (1981-2010 e 2071-2100, sob SSP5-RCP8.5), cortando-os para a área de distribuição da espécie com base no shapefile, utilizando o script “tema3_preparar_variaveis.R”.

4. Análise de Correlações e Seleção de Variáveis: Com o script “tema3_processar_observacoes_variaveis.R”, cruzar as observações com as variáveis ambientais, eliminar variáveis altamente correlacionadas, e selecionar as mais relevantes para explicar a presença de cada fenótipo.

5. Modelação e Projeção: Com o script “tema3_modelacao_distributicao_fenotipos_pres_fut.R”, construir modelos de distribuição atual com base nas variáveis selecionadas e projetar esses modelos para o futuro, sob o cenário climático fornecido.

Dificuldades surgiram no processo:

• Tivemos dificuldade em encontrar observações suficientemente claras para identificar o fenótipo presente, pois a maioria das fotos eram tiradas de noite.

• Tivemos um problema com conversão de ficheiros para o formato exigido pelo R ( vírgulas como separadores decimais em vez de pontos).

• Algumas fotos geradas no Rstudio não tinham as dimensões ou qualidade adequada ao poster

• Tivemos alguma incerteza inerente à projeção com base em cenários climáticos, e desafios técnicos em garantir que o modelo se aplica corretamente aos dados futuros.

Apesar disto o nosso mentor ajudou-nos a contornar todos estes problemas, tornando possível concluir este projeto.