Análisis e inferencia multiobjetivo de hipótesis filogenéticas mediante computación paralela y bioinspirada

Resumen

Mediante el estudio de las características moleculares de los organismos vivos, la inferencia filogenética proporciona hipótesis sobre los eventos evolutivos que condujeron a la biodiversidad presente en la naturaleza. A la hora de reconstruir dichas hipótesis evolutivas, es necesario afrontar varios problemas clave. En primer lugar, estos análisis conllevan el procesamiento de un espacio de búsqueda de filogenias cuyo tamaño crece exponencialmente con el número de especies a estudiar. Además, los pasos de evaluación de calidad biológica precisan realizar cálculos complejos que aumentan linealmente en número con la longitud de las secuencias de entrada. Una cuestión más sensible radica en la elección del criterio de optimalidad a seguir, la cual representa una de las fuentes de conflicto más problemáticas en filogenética. Aquellas situaciones en que distintos criterios dan soporte a historias evolutivas conflictivas para una misma base de datos biológica pueden ser resueltas mediante una visión de compromiso de la filogenética, basada en el empleo de técnicas de optimización multiobjetivo. Esta Tesis Doctoral aborda el estudio de computación paralela y bioinspirada para afrontar el problema de la inferencia filogenética. Los objetivos fundamentales incluyen la definición de una formulación multiobjetivo de la inferencia filogenética para afrontar los conflictos que se dan en análisis biológicos reales, el estudio y evaluación de diversos diseños multiobjetivo y bioinspirados, y su eficiente paralelización en distintas arquitecturas hardware. A través de estudios comparativos con otras herramientas filogenéticas del estado del arte, damos cuenta del relevante rendimiento paralelo, multiobjetivo y biológico obtenido por los diseños multiobjetivo propuestos.