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L'idée d'une "pompe à espèces" de la période glaciaire aux Philippines stimulée par une nouvelle façon de dessiner des arbres évolutifs

L’étonnante biodiversité des Philippines résulte-t-elle en partie de la montée et de la descente des mers pendant les périodes glaciaires ?

puis en reconnectant encore et encore des groupes d’espèces sur les îles.

Mais les preuves tangibles, reliant les explosions de spéciation aux moments précis où le niveau mondial de la mer a augmenté et baissé, ont été rares jusqu’à présent.

Une méthode bayésienne révolutionnaire et de nouvelles analyses statistiques des données génomiques des geckos aux Philippines montrent que pendant les périodes glaciaires, le minute de la diversification des geckos donne pour la première fois un soutien statistique solide au modèle PAIC, ou “pompe à espèces”. L’enquête, avec des racines à l’Université du Kansas, vient d’être publiée dans les Actes de l’Académie nationale des sciences.

“Les Philippines sont un archipel isolé, comprenant actuellement moreover de 7 100 îles, mais ce nombre a été considérablement réduit, peut-être à 6 ou sept îles géantes, pendant le Pléistocène”, a déclaré le co-auteur Rafe Brown, conservateur en demand. de la division d’herpétologie de l’Institut de la biodiversité et du Musée d’histoire naturelle de la KU. “Les masses terrestres agrégées étaient composées de nombreuses petites îles d’aujourd’hui, qui se sont reliées entre elles par des terres sèches à mesure que le niveau de la mer baissait, et toute cette eau était retenue dans les glaciers. On a émis l’hypothèse que ce kind de fragmentation et de fusion des terres, qui s’est produit alors que le niveau de la mer a fluctué à plusieurs reprises au cours des 4 derniers tens of millions d’années, ouvre la voie à un processus évolutif spécial. Dans ce cas, nous avons testé cette prédiction dans deux cas différents. genres de lézards, chacun avec des espèces que l’on ne trouve qu’aux Philippines.”

Pendant des décennies, les Philippines ont été un lobby de travail de terrain pour les biologistes de l’Institut de la biodiversité de KU, où les auteurs ont analysé des échantillons génétiques de geckos philippins ainsi que d’autres animaux. Cependant., comme la tâche d’estimer les temps passés qui espèces formées, en utilisant les données génétiques recueillies auprès des populations qui survivent aujourd’hui.

L’auteur principal Jamie Oaks de l’Université d’Auburn et le co-auteur Cameron Siler de l’Université de l’Oklahoma étaient tous deux des étudiants diplômés de la KU conseillés par Brown. Ils ont été rejoints par le co-auteur Perry Wooden Jr. maintenant à l’Université du Michigan, qui a récemment travaillé à Auburn avec Oaks et, furthermore tôt à KU avec Brown, en tant que chercheur postdoctoral.

Pendant deux siècles, les naturalistes qui ont étudié la distribution des espèces aux Philippines ont discuté, débattu et écrit abondamment sur les idées derrière la théorie moderne de la pompe à espèces ou, aux Philippines, les prédictions qui composent maintenant le « paradigme PAIC ». Historiquement. mais d’autres ont exprimé leur scepticisme vehicle cela ne semblait pas tenir le coup chez les autres espèces qu’ils étudiaient.

“Au cours du dernier quart de siècle, avec la disponibilité généralisée des données génétiques, les prédictions spécifiques du modèle ont été testées de manière beaucoup furthermore rigoureuse. a déclaré Brown. a dit. “Chez certains animaux et plantes, les prédictions se sont maintenues. Mais chez d’autres, lorsque les mêmes prédictions ont été testées avec des données réelles et des méthodes statistiques suffisamment rigoureuses, elles ont été rejetées à plusieurs reprises. Dans bon nombre de nos propres études à KU. nous avons été surpris de constater que la fenêtre temporelle des périodes glaciaires n’était même pas liée à une grande partie de la diversité des espèces que nous trouvons aujourd’hui. de chauves-souris, ou un groupe de grenouilles, nous avons constaté que de moins en moins d’espèces d’aujourd’hui semblaient avoir divergé au Pléistocène. À ce instant-là, avec un manque de preuves s’accumulant, nous avons en quelque sorte reformulé la dilemma. Nous sommes retournés au les données de toutes ces études antérieures et ont demandé – à travers tous ces différents groupes d’animaux, pouvons-nous trouver un assistance statistique pour la development des espèces, regroupées dans la fenêtre temporelle du Pléistocène ? Et la réponse a continué à revenir “non” – jusqu’à maintenant.”

Brown a déclaré que la clé pour comprendre les preuves génomiques venait d’Oaks. Au lieu qu’une espèce se ramifie d’une autre de manière isolée – comme les arbres phylogénétiques sont traditionnellement dessinés – une pléthore de nouvelles espèces pourrait se ramifier à peu près au même moment dans quelque chose qui ressemble plus à un “arbuste” qu’à un arbre.

“L’ascendance partagée sous-have a tendency tout en biologie, qu’il s’agisse d’une séquence de gènes, d’une souche virale ou d’une espèce”, a déclaré Oaks. “Chaque level de ramification sur un arbre phylogénétique représente la diversification biologique – par exemple, une espèce divergeant en deux. Nous avons longtemps supposé que les processus responsables de ces événements de divergence affectent chaque espèce sur l’arbre de la vie de manière isolée. Cependant. Par exemple, les changements environnementaux affecteront des communautés entières d’espèces, pas seulement une. Ce faisant, nous sommes maintenant mieux équipés pour demander des queries sur ces processus et testez les modèles qu’ils prédisent.”

En assouplissant l’hypothèse de divergences indépendantes, les données génomiques des geckos philippins ont soutenu des schémas de divergences partagées, comme “prédit par la fragmentation répétée de l’archipel par les élévations interglaciaires du niveau de la mer”, selon les chercheurs.

a déclaré Oaks. “Gekko et Cyrtodactylus sont deux genres de geckos qui sont de bons cas de test pour rechercher ces modèles, vehicle ils sont répandus à travers les Philippines bien avant le début des cycles glaciaires, et nous savons donc qu’ils étaient présents sur les grandes îles de la période glaciaire, lorsque ils ont été fragmentés par l’élévation du niveau de la mer. Nous avons utilisé les informations de leurs génomes pour reconstruire leurs arbres phylogénétiques et tester les modèles de divergences partagées prédits par l’hypothèse de la fragmentation des îles. Nous avons trouvé un assist pour ces modèles, et maintenant nous voyons des preuves de l’effet des cycles glaciaires.”

Avec cette partie de l’hypothèse de la “pompe à espèces” désormais soutenue aux Philippines.

les grenouilles, les lézards et les insectes – impactant peut-être des faunes entières en même temps – est quelque chose que les biologistes évolutionnistes saisissent depuis longtemps. Mais un soutien solide pour la simultanéité le second de ces processus a été un peu insaisissable », a déclaré Brown. “Il existe de nombreuses théories sur les mécanismes partagés, et l’idée de” pompe à espèces “n’est que l’une d’entre elles. Mais, en général, les mécanismes communs de diversification, ou les processus partagés de spéciation, ont toujours été des sujets importants et passionnants pour les biologistes évolutionnistes.”