Phylogéographie
Définition
La phylogéographie est l'étude des principes et processus qui gouvernent la distribution des lignées généalogiques intraspécifiques. Elle étudie les phénomènes génétiques et démographiques. L'étude phylogéographique porte, en particulier, sur les phénomènes de spéciation ayant conduit à la distribution et à la structuration géographique actuelle des populations, faisant intervenir les données paléogéographiques.
Différentes approches en phylogéographie :
Les trois approches d'études en phylogéographie.
Explications
Les études phylogéographiques permettent de déterminer l'évolution de certaines espèces. La paléogéographie, la géologie et la paléoécologie sont tous les domaines importants qui fournissent des informations et sont intégrées dans les analyses phylogéographiques.
Plus complètement, la phylogéographie est l'étude des processus historiques qui peuvent être responsables de la répartition géographique des espèces contemporaines. Ceci est accompli en tenant compte de la répartition géographique des individus à la lumière des modèles associés à un gène issu de la généalogie de l'espèce.
Ce terme a été introduit pour décrire les signaux génétiques géographiquement structurées au sein et entre les espèces. Un accent explicite sur une espèce de la biogéographie/du passé biogéographique définit la phylogéographie en dehors des classiques de la génétique des populations et de la phylogénie.
Les événements passés qui peuvent être déduits comprennent l'expansion de la population, les goulets d'étranglement de la population, la vicariance et la migration. Les approches développées récemment intègrent la théorie de la coalescence ou l'histoire généalogique des allèles et les informations sur la distribution peuvent répondre avec plus de précision quels rôles respectifs de ces différentes "forces" historiques dans la détermination des modèles actuels.
La géologie et la biogéographie font toutes deux partie de l'histoire naturelle et, si elles représentent respectivement les variables indépendantes et dépendantes dans une relation de cause à effet : elles peuvent être réciproquement éclairantes. Les évaluations phylogéographiques comparatives au sein de chacune des multiples espèces co-distribuées offrent peut-être le plus grand espoir de progrès significatifs dans la compréhension de la façon dont les histoires démographiques et naturelles des populations peuvent influencer les schémas phylogéographiques intraspécifiques.
Phylogéographique
Une étude phylogéographique a trait à la phylogéographie, venant à déterminer la spéciation géographique d'une espèce par l'étude de l'évolution de l'espèce par rapport à ses migrations évolutives en fonction de la géographie.
Voir aussi ce qui est paléogéographique.
Histoire et origine
Dans le passé, la biologie moléculaire a informé les méthodes de génétique des populations, tandis que les biogéographes fonctionnaient indépendamment de ces domaines. Cependant, depuis la révolution de la génétique moléculaire du 20ème siècle en systématique et en génétique des populations, ce sont les outils de ces domaines qui dictent les méthodes d'analyse des données génétiques des populations naturelles, ce qui a à son tour déclenché un nouveau domaine de "biogéographie moléculaire". La croissance de la "nouvelle" biogéographie est largement reconnue pour avoir particulièrement bénéficié du développement rapide de la phylogéographie.
La phylogéographie est un domaine scientifique relativement jeune et intégrateur qui utilise des données moléculaires pour déduire les processus influençant les distributions géographiques des lignées génétiques au sein et entre les espèces, en particulier au niveau intraspécifique. La base de la littérature phylogéographique a connu une croissance remarquablement rapide au cours des près de trois décennies depuis la naissance du domaine, donnant de nombreuses informations sur l'histoire des biotes dans différents écosystèmes à travers le monde, y compris des divergences généalogiques cryptiques et souvent temporellement "profonds" au sein de nombreuses gammes d'espèces.
En reliant ces modèles de divergence de population avec des données sur les barrières géographiques, les événements de l'histoire de la Terre, les modèles de distribution et les processus de spéciation,la phylogéographie permet d'identifier et de tester si et sur quelles échelles temporelles les processus historiques et récurrents ont façonné la diversification intraspécifique dans une zone. En effet, l'illumination réciproque que Rosen (1978) envisageait pour la biogéographie de vicariance peut également être obtenue par la phylogéographie, car la phylogéographie fournit des moyens de déduire comment les espèces ont répondu aux processus géologiques sans se fier à la structure phylogénétique ou aux zones d'endémisme requises par d'autres biogéographies historiques. méthodes; par exemple, des processus historiques du passé inobservables peuvent encore être inférés même lorsque les ruptures génétiques révélées par des marqueurs sélectivement neutres ne correspondent à aucune barrière géographique actuelle.
De plus, parce que les histoires démographiques des populations ou des espèces influencent les formes de leurs généalogies génétiques, nous pouvons utiliser la théorie de la coalescence (une théorie stochastique et remontant dans le temps des processus généalogiques) pour estimer leurs généalogies sous-jacentes (par exemple en simulant une distribution de eux) ainsi que des paramètres de population décrivant leur histoire (par exemple, les changements passés dans la taille des populations) tout en tenant compte de divers processus génétiques de la population (par exemple, subdivision, spéciation, mutation, recombinaison). Un changement de paradigme important en phylogéographie a été la prise de conscience que les inférences phylogéographiques sont améliorées en développant et en discriminant entre des modèles démographiques concurrents basés sur la coalescence en utilisant des méthodes statistiques qui tiennent compte de la "stochasticité" des processus génétiques.
Le graphique ci-dessus (au-dessus du centre) résume plusieurs "voies" vers l'inférence phylogéographique examinées par Bloomquist et al. (2010), y compris des approches comparatives, de diffusion spatiale et de génétique statistique des populations, qui considèrent chacune la récupération des histoires démographiques des espèces sous différentes perspectives impliquant différentes formes d'inférences (par exemple, méthodes basées sur des modèles; inférences basées sur un modèle de diffusion; et pleine vraisemblance, des analyses entièrement bayésiennes et basées sur des modèles ABC).
Phylogéographie congénère
L'échantillonnage phylogéographique congénère (au sein d'un genre) peut apporter à la compréhension de la phylogénétique et des limites des espèces du black-bass nord-américain (Centrarchidae : Micropterus), un groupe emblématique de poissons avec une histoire systématique et taxonomique complexe.
Sur la base d'un échantillonnage de l'ensemble des aires géographiques des espèces de black-bass, nous avons trouvé plusieurs cas d'événements d'introgression/hybridation mitochondriale et un nouveau clade de la côte du golfe représentant une nouvelle lignée scientifique; ainsi, la phylogéographie révèle une vision plus complexe de l'évolution du black-bass mettant en évidence des processus au niveau de la population. Une combinaison de la phylogéographie de l'ADNmt, la génétique des populations d'ADN microsatellite et l'analyse morphométrique permet d'étudier le poisson de l'Alabama (M. henshalli). Ainsi, malgré les preuves d'hybridation avec l'achigan aux yeux rouges (M. coosae), M. henshalli est globalement distinct sur le plan génétique et morphologique, en particulier dans le système de la rivière Tallapoosa.
Phylogéographie comparative
La phylogéographie comparative fournit une base pour des inférences historiques plus robustes (par exemple, des scénarios biogéographiques historiques pour une région) en recherchant des modèles géographiques répliqués à travers plusieurs espèces co-distribuées, donnant un aperçu de l'assemblage et de la diversification de la communauté impossible par le biais d'une seule phylogéographie de l'espèce seule.
Synonymes, antonymes
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