Méthodes de phylogénie

Durée

20h Th, 15h Pr

Nombre de crédits

Enseignant

Denis Baurain

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

[MISE-A-JOUR EN 2019] Ce cours vise à donner les bases de méthodologie phylogénétique nécessaires à la compréhension des cours de Taxonomie et phylogénie animales [BIOL2041-1] et de Taxonomie et phylogénie des lignées chlorophylliennes [BIOL2040-1].

• Rappels de phylogénie (moléculaire)
• Alignement de séquences - alignement global (NW), alignement local (SW, BLAST), alignement multiple (ClustalW) et profiles
• Parcimonie - arbres phylogénétiques, longueur d'un arbre (algorithme de Fitch), cartographie des états de caractères, heuristiques de recherche, support statistique (ex. bootstrap) et congruence phylogénétique
• Méthodes de distance - matrices de distance, W(U)PGMA, NJ et modèles d'évolution des séquences
• Méthodes probabilistes - vraisemblance (principe, algorithmes, modèles, avantages et sélection de modèle), inférence bayésienne (principe et algorithmes, horloges moléculaires strictes et assouplies)
• Phylogénomique - principe, jeux de données, super-arbres, super-matrices, erreurs stochastiques et systématiques, modèle CAT, applications

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

• Savoir : Au terme de ce cours, les étudiants seront capables d'expliquer les principaux concepts, méthodes et algorithmes utilisés en phylogénie. Ils pourront faire une présentation intuitive des méthodes probabilistes et justifier leur usage préférentiel par rapport aux autres approches. Cela suppose avant tout d'avoir COMPRIS la matière. En ce sens, ce cours est sans doute différent d'autres matières du cursus en biologie, dont la simple restitution à l'examen peut parfois suffire.
• Savoir-faire : Pour certains algorithmes (précisés en classe), une APPLICATION sur papier d'un petit exemple fourni pourra être demandée.
• Savoir-faire : La démarche d'analyse d'un jeu de données à des fins phylogénétiques aura été abordée au cours de séances de travaux pratiques sur ordinateur. Les étudiants seront donc en mesure de la reproduire concrètement sur un jeu de données personnel.

Savoirs et compétences prérequis

Le cours ne suppose pas de prérequis en informatique, mais s'appuie sur une connaissance minimale des mathématiques et de la génétique moléculaire. En principe, le niveau nécessaire dans ces deux matières est celui atteint à la sortie de la 3è année de baccalauréat en biologie.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

• Exposés théoriques, démonstrations et exercices dirigés : 10 x 2h.
• Travaux pratiques sur ordinateur (Seaview et R) : 4 x 4h.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Il s'agit d'un cours en présentiel. L'assistance au cours est vivement encouragée car celui-ci est conçu de sorte à faciliter la compréhension et l'assimilation de la matière.

Adaptations organisationnelles liées au contexte sanitaire

Les leçons résiduelles seront données en ligne via la plateforme eCampus. L'examen théorique est susceptible d'être transformé en un examen en ligne. Les travaux pratiques seront très vraisemblablement proposés eux aussi à distance.
Comme annoncé en séance, et en raison de la crise sanitaire, l'évaluation du cours sera adaptée comme suit : la note globale sera celle de l'examen théorique organisé en janvier 2021 sur la plateforme eCampus (de type V/F, QCM, exercices, courtes réponses). Toutefois, les étudiants qui prendront la peine de réaliser le devoir personnel optionnel lié aux travaux pratiques (cf. message du 7/12/2020 envoyé par D. Sirjacobs) pourront, en cas de succès, voir leur note majorée d'un ou deux points (vers le haut, donc, mais avec un maximum de 20/20 pour la note globale).

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Les travaux pratiques feront usage du livre ci-dessous, mais il n'est pas demandé aux étudiants de l'acquérir : Paradis E. (2012) Analysis of Phylogenetics and Evolution with R, 2nd edition, Springer, 386 pages
http://www.springer.com/978-1-4614-1742-2 http://ape-package.ird.fr/APER.html

Modalités d'évaluation et critères

Vous trouverez ci-dessous les modalités d'évaluation envisagées pour les examens en présentiel et à distance ainsi que celle souhaitée en cas de session hybride. En fonction de l'évolution sanitaire, la modalité choisie vous sera communiquée au plus tard un mois avant le début de la session d'examen.

L'évaluation est en deux parties :

• 75% : examen écrit (session de janvier) comportant trois questions de savoir (théorie à expliquer) et une question de savoir-faire (algorithme à appliquer);
• 25% : examen de travaux pratiques (hors session) au cours duquel il faut analyser un jeu de données inédit (les travaux pratiques et l'examen portant sur ceux-ci sont obligatoires et ne sont organisés qu'une fois par an).

Stage(s)

Remarques organisationnelles

La prise de notes sur un ordinateur portable ou une tablette est autorisée. Les étudiants sont néanmoins encouragés à ne pas "surfer" ni "chatter" au cours.

Contacts

Prof. Denis Baurain Institut de Botanique B22 (P70) denis.baurain@uliege.be
Assistant: Dr. Damien Sirjacobs Institut de Botanique B22 (P70) 04/366.38.54 D.Sirjacobs@uliege.be