Genetic structure, phylogeography, adaptive variation and speciation in the tropical tree genus Symphonia

Abstract

The genetic structure within a species is the result of the levels of the genetic diversity and its spatial distribution. Also, it depends significantly on the specific evolutionary history experienced by the species. Thus, to disentangle the overlapping evolutionary processes acting at different levels in a species or a taxon, it will be necessary to work at different spatial scales and at different taxonomic levels as complementary approaches. The study of the fine-scale spatial genetic structure in plants (the micro scale approach) will imply to work at the shortest spatial scales and to capture detailed information on the spatial distribution of genotypes at within-population scale. The analysis at this scale will help to detect mainly evolutionary and ecological processes more related to short‐term periods of time and/or smaller spatial scales such as habitat fragmentation and other disturbances, efficiency of dispersal mechanisms or gene dispersal distances. On the other side, the study of the genetic structure at wider scales (the macro scale approach), including both geographical and taxonomic (i.e., speciation) points of view, will usually imply to detect larger spatio-temporal processes and to work with deeper evolutionary timescales. In this sense, the spatial genetic structure within a species at this macro scale will be the result of different historical and contemporary influences such as connectivity across the range of the species and landscape barriers, environmental adaptation, demographic history or climatic events, among others. Finally, if we include the taxonomic perspective in the analysis of genetic structure in a group of closely related species, we will be able to analyse the processes leading to speciation, which also may involve those previously mentioned.

La estructura genética que presenta una especie es el resultado de sus niveles de diversidad genética, así como de su distribución espacial. Además, depende significativamente de la historia evolutiva específica que ha sufrido la especie. Así, para desentrañar los procesos evolutivos que actúan simultáneamente a diferentes niveles en una especie o taxon, será necesario trabajar mediante enfoques complementarios, orientados a diferentes escalas espaciales y a diferentes niveles taxonómicos. El estudio de la estructura genética espacial a pequeña escala en plantas (un enfoque en escala micro) implicará trabajar en las escalas espaciales más pequeñas, así como recoger información detallada de la distribución espacial de genotipos dentro de las poblaciones. El análisis a esta escala ayudará a detectar principalmente procesos evolutivos y ecológicos relacionados principalmente con periodos de tiempo cortos y/o a escala espacial pequeña, tales como fragmentación de hábitats y otras perturbaciones, eficiencia de los mecanismos de dispersión o distancias de dispersión genética. Por otro lado, el estudio de la estructura genética a escala más amplia (un enfoque en escala macro), incluyendo los puntos de vista geográfico y taxonómico (es decir, de especiación), normalmente implicará detectar procesos espacio-temporales más amplios y trabajar con escalas evolutivas de tiempo más largas. En este sentido, la estructura genética espacial de una especie a escala macro será el resultado de diferentes influencias históricas y contemporáneas, tales como la conectividad a lo largo de la distribución de la especie, las barreras del paisaje, la adaptación al medio, la historia demográfica o los eventos climáticos, entre otros. Finalmente, si incluímos la perspectiva taxonómica en el análisis de la estructura genética de un grupo de especies muy relacionadas, podremos ser capaces de analizar los procesos que conducen a la especiación, entre los cuales se pueden encontrar también los ya previamente mencionados.