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Introduction and synthesis: plant phylogeny and the origin of major biomes
Título de la revista
Autores
Pennington,R. Toby
Cronk,Quentin CB
Richardson, James-Edward
Fecha
2004-01-01
Directores
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
The Royal Society
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Resumen
Los árboles filogenéticos basados ??en datos de secuencias de ADN, cuando se calibran con una dimensión de tiempo, permiten la inferencia de: (i) el patrón de acumulación de linajes a través del tiempo; (ii) el momento de origen de los grupos monofiléticos; (iii) cuando arribaron linajes en diferentes áreas geográficas; (iv) el momento de origen de las morfologías específicas del bioma. Esto brinda una nueva y poderosa visión de la historia de los biomas que en muchos casos no es proporcionada por el registro fósil de plantas incompleto. Filogenias de plantas fechadas para familias de angiospermas como Leguminoaceae (Fabaceae), Melastomataceae sensu stricto, Annonaceae y Rhamnaceae indican que la dispersión transoceánica a larga distancia ha jugado un papel importante en la configuración de sus distribuciones, y que esto puede oscurecer cualquier efecto de la historia tectónica, que anteriormente se suponía que había sido la principal causa de sus patrones biogeográficos. La dispersión de otros continentes también ha sido importante en el ensamblaje de la flora de la selva amazónica y la flora australiana. La comparación de patrones biogeográficos fechados de plantas y animales sugiere que la dispersión reciente a larga distancia podría ser más frecuente en las plantas, lo que tiene importantes implicaciones para el ensamblaje y coevolución de la comunidad. Las filogenias de plantas fechadas también revelan el papel de los cambios ambientales pasados ??en la evolución de los linajes en biomas ricos en especies, y muestran que la reciente diversificación Plio-Pleistoceno ha contribuido sustancialmente a su riqueza de especies actual. Debido al papel fundamental de los fósiles y los caracteres morfológicos en la asignación de edades a los nodos en los árboles filogenéticos, los estudios futuros deben incluir una consideración morfológica cuidadosa de los fósiles y sus parientes existentes en un contexto filogenético. Los sistemas de estudio ideales se basarán en datos de secuencias de ADN de múltiples loci y múltiples calibraciones fósiles. Esto permite la validación cruzada tanto de las estimaciones de edad de diferentes loci como de diferentes calibraciones de fósiles. Para obtener una visión más completa de la historia del bioma, los estudios futuros deben enfatizar el muestreo completo de taxones en grupos ecológicamente importantes y deben enfocarse en áreas geográficas para las cuales hay pocas filogenias a nivel de especie disponibles, como África tropical y Asia.
Abstract
Phylogenetic trees based upon DNA sequence data, when calibrated with a dimension of time, allow inference of: (i) the pattern of accumulation of lineages through time; (ii) the time of origin of monophyletic groups; (iii) when lineages arrived in different geographical areas; (iv) the time of origin of biome-specific morphologies. This gives a powerful new view of the history of biomes that in many cases is not provided by the incomplete plant fossil record. Dated plant phylogenies for angiosperm families such as Leguminosae (Fabaceae), Melastomataceae sensu stricto, Annonaceae and Rhamnaceae indicate that long-distance, transoceanic dispersal has played an important role in shaping their distributions, and that this can obscure any effect of tectonic history, previously assumed to have been the major cause of their biogeographic patterns. Dispersal from other continents has also been i mportant in the assembly of the Amazonian rainforest flora and the Australian flora. Comparison of dated biogeographic patterns of plants and animals suggests that recent long-distance dispersal might be more prevalent in plants, which has major implications for community assembly and coevolution. Dated plant phylogenies also reveal the role of past environmental changes on the evolution of lineages in species-rich biomes, and show that recent Plio–Pleistocene diversification has contributed substantially to their current species richness. Because of the critical role of fossils and morphological characters in assigning ages to nodes in phylogenetic trees, future studies must include careful morphological consideration of fossils and their extant relatives in a phylogenetic context. Ideal study systems will be based upon DNA sequence data from multiple loci and multiple fossil calibrations. This allows cross-validation both of age estimates from different loci, and from different fossil calibrations. For a more complete view of biome history, future studies should emphasize full taxon sampling in ecologically important groups, and should focus on geographical areas for which few species-level phylogenies are available, such as tropical Africa and Asia. These studies are urgent because understanding the history of biomes can both inform conservation decisions, and help predict the effects of future environmental changes at a time when biodiversity is being impacted on an unprecedented scale.
Palabras clave
Relojes Moleculares , Dispersión a Larga Distancia , Biogeografía Vegetal , Biogeografía Animal
Keywords
Molecular Clocks , Long-Distance Dispersal , Plant Biogeography , Animal Biogeography
