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Evolutionary History of the Palearctic genus Helianthemum (Cistaceae)

  • Autores: Sara Martín Hernánz
  • Directores de la Tesis: Abelardo Aparicio Martínez (dir. tes.), Rafael González Albaladejo (dir. tes.)
  • Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2020
  • Idioma: inglés
  • Número de páginas: 280
  • Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Arroyo Marín (presid.), Virginia Valcarcel Nuñez (secret.), Juan Viruel Sánchez (voc.), John Thompson (voc.), Juli Caujapé Castells (voc.)
  • Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biología Integrada por la Universidad de Sevilla
  • Materias:
  • Enlaces
    • Tesis en acceso abierto en: Idus
  • Resumen
    • español

      Las radiaciones evolutivas son responsables de gran parte de la diversidad de la Tierra, pero los mecanismos que conducen a su rápida diversificación no siempre están claros. Determinar las relaciones filogenéticas entre taxones es fundamental para comprender los patrones de diversificación y para reconstruir la evolución de los nichos y los rasgos. Sin embargo, reconstruir las relaciones de linajes estrechamente relacionados es una tarea difícil por razones metodológicas (p.e. la falta de resolución en regiones específicas de ADN) y biológicas (p.e. clasificación incompleta de linajes o flujo génico entre linajes incipientes). El género Helianthemum, cuyo centro de diversidad se encuentra en el Mediterráneo occidental, es el más diverso (ca. 100 especies) y más ampliamente distribuido de la familia Cistaceae, y abarca desde Macaronesia hasta Asia central a lo largo de todo el Mediterráneo, las regiones florísticas Saharoarábicas e Irano-turanianas y sobre una gran diversidad de hábitats. Las especies difieren en la forma de vida y los rasgos florales relacionados con los sistemas de reproducción (desde la autoincompatibilidad hasta la completa autogamia) y su compleja sistemática y taxonomía se debe a una presuntamente rápida y reciente diversificación. En esta tesis, datos moleculares (regiones de ADN basadas en la secuenciación de Sanger, genotipado por secuenciación y microsatélites) se combinan con información biogeográfica, ambiental y morfológica para reconstruir la historia evolutiva del género Helianthemum e inferir los procesos macro y microevolutivos que han dado lugar a su alta diversidad de especies. Los resultados sugieren que el antepasado común más reciente del género surgió en ambientes pre-mediterráneos del Norte de África durante el Mioceno Medio, y que su evolución probablemente conllevó tres radiaciones evolutivas correspondientes a sus tres grandes secciones (Eriocarpum, Pseudocistus y Helianthemum). Estas radiaciones pudieron haber sido impulsadas inicialmente por los acontecimientos paleo-climáticos y geológicos que impactaron en la Cuenca Mediterránea durante los últimos 6 millones de años, y mantenidas por eventos más recientes de hibridación, convergencia, aislamiento por la distancia y adaptación local, mientras que un fuerte conservadurismo de nicho ambiental y floral ha prevalecido a lo largo de su rápida diversificación. En general, el robusto marco espacio-temporal del género Helianthemum aquí proporcionado representa una ventana a la biogeografía pasada de la Cuenca Mediterránea, y pone de relieve el papel esencial que desempeña esta zona como cuna de diversidad y centro de evolución biológica, facilitando transiciones entre nichos ambientales y contribuyendo a la creación de este importante punto caliente de biodiversidad en la Tierra.

    • English

      Evolutionary radiations are responsible for much of the diversity on Earth, but the mechanisms leading to their rapid diversification are not always clear. Ascertaining phylogenetic relationships among taxa is central to understand diversification patterns as well as to reconstruct the evolution of niches and traits. However, reconstructing the relationships of closely related species is a challenging task because of methodological (e.g. lack of resolution in specific DNA regions) and biological (e.g. incomplete lineage sorting or gene flow among incipient lineages) reasons. The genus Helianthemum, whose centre of diversity is located in the Western Mediterranean area, is the most diverse (ca. 100 species) and widespread of the family Cistaceae, ranging from Macaronesia to central Asia throughout the Mediterranean, Saharo-Arabian e Irano-Turanian Floristic Regions inhabiting a diversity of habitats from subtropical xerophytic to alpine environments. The species differ in life form and floral traits intimately related to mate and breeding system (from self-incompatibility to complete selfing by cleistogamy) and its complex systematic and taxonomy is supposedly due to a rapid and recent diversification. In this thesis, molecular data (DNA regions based on Sanger sequencing, Genotyping by sequencing and microsatellites) is combined with biogeographical, environmental and morphological information in order to reconstruct the evolutionary history of the genus Helianthemum and infer the macro and microevolutionary processes that have led to the species-rich diversity of this lineage. Our results suggest that the most recent common ancestor of the genus may occurred in a pre-mediterranean type ecosystem of Northern Africa during the Middle Miocene, and its evolution has probably entailed three evolutionary radiations corresponding to its three largest sections (Eriocarpum, Pseudocistus and Helianthemum). These radiations may have been initially driven by the paleo-climatic and geological events that impacted the Mediterranean Basin during the last 6 Mya, and maintained by recent events of hybridization, convergence, isolation by distance and local adaptation, whilst strong environmental niche and floral conservatism may have prevailed along its rapid diversification. Overall, the robust spatio-temporal framework of the genus Helianthemum here retrieved represents a window into the past biogeography of the Mediterranean Basin, and highlights the essential role played by this area as a cradle of diversity and an evolutionary hub, facilitating transitions between environmental niches and contributing to the building up of this important biodiversity hotspot on the Earth.


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