996 resultados para MOLECULAR PHYLOGENIES
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The genus Codium comprises c. 125 species widely distributed in marine coastal environments throughout the world. Due to morphological plasticity, the taxonomic delimitation of Codium species can be difficult. Sequences of the first exon of the large subunit of RUBISCO (rbcL) have been used in the molecular delimitation of species and for phylogenetic purposes. In the present study, we complement previous morphological work on Brazilian Codium species with molecular systematics. Based on the partial rbcL sequences, seven species are recognized along the Brazilian coast: C. decorticatum, C. intertextum, C. isthmocladum, C. profundum, C. spongiosum, C. taylorii and the new species Codium pernambucensis. Ten unique sequences were obtained among the samples examined, which we used in combination with previously published sequences to infer molecular phylogenies using various methods. The resulting trees showed three principal monophyletic groupings: Clade A with species having a prostrate habit, not branched, and mostly with small, grouped utricles; Clade B primarily consisting of upright species with cylindrical branches and large individual utricles; and Clade C composed of upright species with cylindrical branches that are slightly flattened, and have intermediate-sized individual utricles. The Brazilian species grouped with morphologically similar taxa from other geographic localities, and are present in all three main clades. A new sprawling species, Codium pernambucensis is described based on morphology and molecular analyses.
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ZusammenfassungLautäußerungen von Singvögeln (Passeriformes) werden gemeinhin als Träger phylogenetischer Information betrachtet, obwohl direkte Nachweise in vergleichend bioakustischen Studien rar sind. Dieser Thematik widmet sich meine Dissertation am Beispiel dreier Singvogelgruppen: Goldhähnchen (Regulus), Goldbrillenlaubsänger (Seicercus) sowie verwandter Laubsänger (Phylloscopus) und Kohlmeisen (Parus major). Neben der Erhebung bioakustischer Daten wurde für jede Gruppe eine molekulare Phylogenie basierend auf Cytochrom-b-Sequenzen erstellt und für verschiedene akustische Merkmale Homoplasie-indizes berechnet (CI, RI und RC). Die phylogenetisch informativen Gesangsstrukturen innerhalb der Gattungen Regulus und Seicercus/ Phylloscopus sind sämtlich Syntaxmerkmale, zumeist der Gesamtstrophe, seltener von Strophenabschnitten. Bei den Goldhähnchen (Regulus) sind solche Syntaxmerkmale angeboren, Elementmerkmale hingegen sind erlernt und phylogenetisch nicht informativ. Die innerhalb der Kohlmeisen homogene Gesangssyntax ist erst auf höherer taxonomischer Ebene (Gattung Parus) ein informatives Merkmal. Der mittels einer Merkmalsmatrix berechnete akustische Divergenzindex zwischen Taxonpaaren steigt signifikant proportional zur genetischen Distanz. Damit ist erstmalig der Zusammenhang zwischen genetischer und akustischer Differenzierung quantifiziert. Die molekulare Phylogenie erhellt zudem bislang ungeklärte phylogenetische Beziehungen innerhalb aller drei Taxa. Diese werden im Hinblick auf das phylogenetische und das biologische Artkonzept diskutiert. Der Artstatus des Teneriffa-Goldhähnchens (Regulus teneriffae) sowie der bokharensis-Kohlmeisen ist fragwürdig aufgrund ihrer engen Verwandtschaft zu zu einzelnen Subspezies der Wintergoldhähnchen bzw. der Kohlmeisen.
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Diese Studie befasst sich mit der Phylogenie und Biogeographie der australischen Camphorosmeae, die ein wichtiges Element der Flora arider Gebiete Australiens sind. Die molekularen Phylogenien wurden mit Hilfe Bayes’scher Statistik und „maximum likelihood”berechnet. Um das Alter der Gruppe und interner Linien abzuschätzen, wurden die Methoden „Nonparametric rate smoothing” und “penalized likelihood” benutzt. Morphologische Merkmale wurden nach Kriterien der Parsimonie auf den molekularen Baum aufgetragen. „Brooks parsimony analysis”, „cladistic analysis of distributions and endemism”, „dispersal-vicariance analysis”,„ancestral area analysis” und „weighted ancestral area analysis” wurden angewandt, um Abfolge und Richtungen der Ausbreitung der Gruppe in Australien zu analysieren.Von sieben getesteten Markern hatten nur die nukleären ETS und ITS genügend Variation für die phylogenetische Analyse der Camphorosmeae. Die plastidären Marker trnL-trnF spacer,trnP-psaJ spacer, rpS16 intron, rpL16 intron und trnS-trnG spacer zeigten kein ausreichendes phylogenetisches Signal. Die gefundenen phylogenetischen Hypothesen widersprechen der jetzigen Taxonomie der Gruppe. Neobassia, Threlkeldia, Osteocarpum und Enchylaena sollten den Gattungen Sclerolaena bzw. Maireana zugeordnet werden. Die kladistische Analyse der Fruchtanhängsel unterstützt die taxonomischen Ergebnisse der auf DNA basierenden Phylogenie. Allerdings hat die Behaarung, die bei anderen Gruppen der Chenopodiaceae als wichtiges taxonomisches Merkmal herangezogen wird, die Phylogenie nicht unterstützt. Vorfahren der heutigen Camphorosmeen sind im Miozän, vor ca. 8-14 Millionen Jahren, durch Fernausbreitung vermutlich aus Asien in Australien eingewandert. Anfängliche Diversifizierung fand während des späten Miozäns bis in das frühe Pliozän vor ca. 4-7 Millionen Jahren statt. Am Ende des Pliozäns existierten schon 45% - 72% der Abstammungslinien der jetzigen Camphorosmeen. Dies weist auf eine schnelle Ausbreitung hin. Das Alter stimmt mit dem Einsetzen der Aridisierung Australiens überein, und deutet darauf hin, dass die Ausbreitung der ariden Gebiete eine große Rolle bei der Diversifizierung der Gruppe spielte. Die Vorfahren der australischen Camphorosmeae scheinen die Südküste Australiens zuerst besiedeln zu haben. Dies geschah vor dem Einsetzen der Aridisierung des Kontinents. Die anschließende Ausbreitung erfolgte in verschiedene Richtungen und folgte der fortschreitenden Austrocknung im späten Tertiär und im ganzen Quartär. Durch ihre Anpassung an Trockenheit ist der Erfolg der Camphorosmeae in den ariden Gebieten zu erklären.Die Abwesenheit von klaren phylogenetischen und artspezifischen Signalen zwischen Arten der australischen Camphorosmeae ist auf das junge Alter und die schnelle Diversifizierung der Gruppe zurückzuführen, welche die Häufung von Mutationen und eine starke morphologische Differenzierung nicht zugelassen haben.
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Hintergrund: Miniaturisierung ist ein häufig beobachtetes Phänomen bei Pflanzen in arktisch-alpinen Lebensräumen und wird als Anpassung an niedrige Jahresmitteltemperaturen und eine kurze Vegetationsperiode interpretiert. Ziele: In der vorliegenden Arbeit wird im Petasites-Clade (Petasites Mill., Endocellion Turcz. ex Herder, Homogyne Cass., Tussilago L.; Asteraceae) und in Soldanella (Primulaceae) die Evolution der Miniaturisierung arktisch-alpiner Arten untersucht. Zudem wird innerhalb von Homogyne untersucht, ob unterschiedliche edaphische Präferenz von H. alpina (variabel) und H. discolor (kalkliebend) genetisch fixiert ist. rnMethoden: Molekulare Phylogenien des Petasites-Clades und von Soldanella wurden mit nukleären und plastidären Markern erstellt, und mit den in den Alpen vorkommenden Soldanella-Arten wurde zudem eine Fingerprint-Studie (AFLPs) gemacht. Zur Datierung der Diversifizierungsereignisse im Petasites-Clade diente eine molekulare Uhr, und die Evolution von Miniaturisierung wurde rekonstruiert. Mit H. alpina und H. discolor wurde ein vergleichendes Kulturexperiment durchgeführt.rnErgebnisse: Miniaturisierung entstand mehrere Male unabhängig voneinander in den arktisch-alpinen Vertretern des Petasites-Clade, aber nicht alle arktisch-alpinen Arten sind klein. Das Alter der arktisch-alpinen Arten deutet darauf hin, dass diese Taxa ihren Ursprung in der arkto-tertiären Flora haben. In Soldanella sind reduzierte Blütenmorphologie sowie Kleinwüchsigkeit der beiden alpinen Arten zweimal parallel entstanden. Homogyne alpina und H. discolor zeigen keine edaphischen Unterschiede hinsichtlich des Keimverhaltens, aber in Kultur zeigt sich, dass die Präferenz von H. discolor für Kalk wahrscheinlich genetisch fixiert ist.rnSchlussfolgerungen: Miniaturisierung von Pflanzen in größerer Höhe und höherer geographischer Breite kann in der Regel beobachtet werden. Allerdings kann die Evolution arktisch-alpiner Arten auch durch Faktoren wie Nährstoffverfügbarkeit, Konkurrenz und Störung beeinflusst werden, die dem Effekt der Temperatur entgegenwirken, so dass nicht alle Pflanzen in arktisch-alpinen Habitaten klein sind. Blütenmorphologische Reduktion in Soldanella kann als Anpassung an einen höheren Grad an Selbstbestäubung interpretiert werden, um eine geringere Bestäuberaktivität im alpinen Lebensraum zu kompensieren.
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P>Outcrossing Arabidopsis species that diverged from their inbreeding relative Arabidopsis thaliana 5 million yr ago and display a biogeographical pattern of interspecific sympatry vs intraspecific allopatry provides an ideal model for studying impacts of gene introgression and polyploidization on species diversification. Flow cytometry analyses detected ploidy polymorphisms of 2x and 4x in Arabidopsis lyrata ssp. kamchatica of Taiwan. Genomic divergence between species/subspecies was estimated based on 98 randomly chosen nuclear genes. Multilocus analyses revealed a mosaic genome in diploid A. l. kamchatica composed of Arabidopsis halleri-like and A. lyrata-like alleles. Coalescent analyses suggest that the segregation of ancestral polymorphisms alone cannot explain the high inconsistency between gene trees across loci, and that gene introgression via diploid A. l. kamchatica likely distorts the molecular phylogenies of Arabidopsis species. However, not all genes migrated across species freely. Gene ontology analyses suggested that some nonmigrating genes were constrained by natural selection. High levels of estimated ancestral polymorphisms between A. halleri and A. lyrata suggest that gene flow between these species has not completely ceased since their initial isolation. Polymorphism data of extant populations also imply recent gene flow between the species. Our study reveals that interspecific gene flow affects the genome evolution in Arabidopsis.
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Whether interspecific hybridization is important as a mechanism that generates biological diversity is a matter of controversy. Whereas some authors focus on the potential of hybridization as a source of genetic variation, functional novelty and new species, others argue against any important role, because reduced fitness would typically render hybrids an evolutionary dead end. By drawing on recent developments in the genetics and ecology of hybridization and on principles of ecological speciation theory, I develop a concept that reconciles these views and adds a new twist to this debate. Because hybridization is common when populations invade new environments and potentially elevates rates of response to selection, it predisposes colonizing populations to rapid adaptive diversification under disruptive or divergent selection. I discuss predictions and suggest tests of this hybrid swarm theory of adaptive radiation and review published molecular phylogenies of adaptive radiations in light of the theory. Some of the confusion about the role of hybridization in evolutionary diversification stems from the contradiction between a perceived necessity for cessation of gene flow to enable adaptive population differentiation on the one hand [1], and the potential of hybridization for generating adaptive variation, functional novelty and new species 2, 3 and 4 on the other. Much progress in the genetics 5, 6, 7, 8 and 9 and ecology of hybridization 9, 10 and 11, and in our understanding of the role of ecology in speciation (see Glossary) 12, 13 and 14 make a re-evaluation timely. Whereas botanists traditionally stressed the diversity-generating potential of hybridization 2, 3 and 14, zoologists traditionally saw it as a process that limits diversification [1] and refer to it mainly in the contexts of hybrid zones (Box 1) and reinforcement of reproductive isolation [15]. Judging by the wide distribution of allopolyploidy among plants, many plant species might be of direct hybrid origin or descended from a hybrid species in the recent past [16]. The ability to reproduce asexually might explain why allopolyploid hybrid species are more common in plants than in animals. Allopolyploidy arises when meiotic mismatch of parental chromosomes or karyotypes causes hybrid sterility. Mitotic error, duplicating the karyotype, can restore an asexually maintained hybrid line to fertility. Although bisexual allopolyploid hybrid species are not uncommon in fish [17] and frogs [18], the difficulty with which allopolyploid animals reproduce, typically requiring gynogenesis[19], makes establishment and survival of allopolyploid animal species difficult.
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Identifying the factors that have promoted host shifts by phytophagous insects at a macroevolutionary scale is critical to understanding the associations between plants and insects. We used molecular phylogenies of the beetle genus Blepharida and its host genus Bursera to test whether these insects have been using hosts with widely overlapping ranges over evolutionary time. We also quantified the importance of host range coincidence relative to host chemistry and host phylogenetic relatedness. Overall, the evolution of host use of these insects has not been among hosts that are geographically similar. Host chemistry is the factor that best explains their macroevolutionary patterns of host use. Interestingly, one exceptional polyphagous species has shifted among geographically close chemically dissimilar plants.
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Using allozymes and mtDNA sequences from the cytochrome b gene, we report that the brown kiwi has the highest levels of genetic structuring observed in birds. Moreover, the mtDNA sequences are, with two minor exceptions, diagnostic genetic markers for each population investigated, even though they are among the more slowly evolving coding regions in this genome. A major unexpected finding was the concordant split in molecular phylogenies between brown kiwis in the southern South Island and elsewhere in New Zealand. This basic phylogeographic boundary halfway down the South Island coincides with a fixed allele difference in the Hb nuclear locus and strongly suggests that two morphologically cryptic species are currently merged under one polytypic species. This is another striking example of how molecular genetic assays can detect phylogenetic discontinuities that are not reflected in traditional morphologically based taxonomies. However, reanalysis of the morphological characters by using phylogenetic methods revealed that the reason for this discordance is that most are primitive and thus are phylogenetically uninformative. Shared-derived morphological characters support the same relationships evident in the molecular phylogenies and, in concert with the molecular data, suggest that as brown kiwis colonized northward from the southern South Island, they retained many primitive characters that confounded earlier systematists. Strong subdivided population structure and cryptic species in brown kiwis seem to have evolved relatively recently as a consequence of Pleistocene range disjunctions, low dispersal power, and genetic drift in small populations.
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The biphasic (pelagobenthic) life cycle is found throughout the animal kingdom, and includes gametogenesis, embryogenesis, and metamorphosis. From a tangled web of hypotheses on the origin and evolution of the metazoan pelagobenthic life cycle, current opinion appears to favor a simple, larval-like holopelagic ancestor that independently settled multiple times to incorporate a benthic phase into the life cycle. This hypothesis derives originally from Haeckel's (1874) Gastraea theory of ontogeny recapitulating phylogeny, in which the gastrula is viewed as the recapitulation of a gastracan ancestor that evolved via selection on a simple, planktonic hollow ball of cells to develop the capacity to feed. Here, we propose an equally plausible hypothesis that the origin of the metazoan pelagobenthic life cycle was a direct consequence of sexual reproduction in a likely holobenthic ancestor. In doing so, we take into account new insights from poriferan development and from molecular phylogenies. In this scenario, the gastrula does not represent a recapitulation, but simply an embryological stage that is an outcome of sexual reproduction. The embryo can itself be considered as the precursor to a biphasic lifestyle, with the embryo representing one phase and the adult another phase. This hypothesis is more parsimonious because it precludes the need for multiple, independent origins of the benthic form. It is then reasonable to consider that multilayered, ciliated embryos ultimately released into the water column are subject to natural selection for dispersal/longevity/feeding that sets them on the evolutionary trajectory towards the crown metazoan planktonic larvae. These new insights from poriferan development thus clearly support the intercalation hypothesis of bilaterian larval evolution, which we now believe should be extended to discussions of the origin of biphasy in the metazoan last common ancestor.
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Les algues unicellulaires de la classe Chlorophyceae sont particulièrement étudiées pour leur potentiel économique dans la production de biocarburant. La première taxonomie de cette classe a été faite avec l’avènement de la microscopie électronique et par la suite avec des phylogénies moléculaires. Cette lignée se divise en deux groupes : OCC (Oedogoniales + Chaetophorales + Chaetopeltidales) et CS (Chlamydomonadales + Sphaeropleales). Il existe de profondes incertitudes sur les positions phylogénétiques des organismes à la base du groupe CS. Afin de renforcer la phylogénie de ces organismes, les génomes chloroplastiques de cinq algues basales ont été séquencés à l’aide de la technologie de nouvelle génération 454 et assemblés de novo. Une analyse phylogénétique de 69 séquences de protéines a permis de montrer que trois des cinq organismes classés dans l’ordre Chlamydomonadales par la littérature actuelle sont en fait basaux dans l’ordre Sphaeropleales. Ce reclassement phylogénétique implique de nouvelles hypothèses sur l’évolution des corps flagellaires.
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Molecular evolution has been considered to be essentially a stochastic process, little influenced by the pace of phenotypic change. This assumption was challenged by a study that demonstrated an association between rates of morphological and molecular change estimated for total-evidence phylogenies, a finding that led some researchers to challenge molecular date estimates of major evolutionary radiations. Here we show that Omland's (1997) result is probably due to methodological bias, particularly phylogenetic nonindependence, rather than being indicative of an underlying evolutionary phenomenon. We apply three new methods specifically designed to overcome phylogenetic bias to 13 published phylogenetic datasets for vertebrate taxa, each of which includes both morphological characters and DNA sequence data. We find no evidence of an association between rates of molecular and morphological rates of change.
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Applied and Environmental Microbiology, Vol. 73, No.4
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There has been good progress in inferring the evolutionary relationships within trypanosomes from DNA data as until relatively recently, many relationships have remained rather speculative. Ongoing molecular studies have provided data that have adequately shown Trypanosoma to be monophyletic and, rather surprisingly, that there are sharply contrasting levels of genetic variation within and between the major trypanosomatid groups. There are still, however, areas of research that could benefit from further development and resolution that broadly fall upon three questions. Are the current statements of evolutionary homology within ribosomal small sub-unit genes in need of refinement? Can the published phylograms be expanded upon to form `supertrees' depicting further relationships? Does a bifurcating tree structure impose an untenable dogma upon trypanosomatid phylogeny where hybridisation or reticulate evolutionary steps have played a part? This article briefly addresses these three questions and, in so doing, hopes to stimulate further interest in the molecular evolution of the group.
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The phylogeny and phylogeography of the Old World wood mice (subgenus Sylvaemus, genus Apodemus, Muridae) are well-documented. Nevertheless, the distributions of species, such as A. fulvipectus and A. ponticus remain dubious, as well as their phylogenetic relationships with A. sylvaticus. We analysed samples of Apodemus spp. across Europe using the mitochondrial cytochrome-b gene (cyt-b) and compared the DNA and amino-acid compositions of previously published sequences. The main result stemming from this study is the presence of a well-differentiated lineage of Sylvaemus including samples of various species (A. sylvaticus, A. fulvipectus, A. ponticus) from distant locations, which were revealed to be nuclear copies of the mitochondrial cyt-b. The presence of this cryptic pseudogene in published sequences is supported by different pathways. This has led to important errors in previous molecular trees and hence to partial misinterpretations in the phylogeny of Apodemus.