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Phylogeography

Phylogeography é o estudo dos processos históricos que podem ser responsáveis para as distribuições geográficas contemporary dos indivíduos. Isto é realizado considerando a distribuição geográfica dos indivíduos na luz dos testes padrões associados com o a gene genealogy.^[1] Este termo foi introduzido para descrever sinais genetic geogràfica estruturados dentro e entre espécie. Um foco explícito no espécies biogeography/biogeographical após o phylogeography dos jogos aparte de classical genetics da população e phylogenetics.^[2] Após os eventos que podem inferred inclua a expansão da população, bottlenecks da população, vicariance e migração. Integrar recentemente desenvolvido das aproximações teoria coalescent ou a história genealogical dos alleles e da informação distributional enlata mais exatamente o endereço os papéis relativos destas forças históricas diferentes em dar forma a testes padrões atuais.^[3]

Desenvolvimento

Quando o phylogeography do termo foi inventado primeiramente em 1987,^[4] existiu como um campo do estudo para muito mais por muito tempo. Endereços históricos do biogeography como as circunstâncias geological, climáticas e ecological históricas influenciaram a distribuição atual da espécie. Como parte do biogeography histórico, os investigadores têm avaliado os relacionamentos geográficos e evolucionários de anos dos organismos antes. Dois desenvolvimentos durante os 1960s e os 1970s eram particularmente importantes em colocar o groundwork para o phylogeography moderno; o primeiro era a propagação de cladistic o pensamento, e o segundo eram o desenvolvimento de teoria do tectonics de placa.^[5] A escola resultante do pensamento era o biogeography do vicariance, que explicou a origem de lineages novos com os eventos geological como drifting distante dos continentes ou da formação dos rios. Quando uma população contínua (ou as espécies) estão divididas por um rio novo ou por uma escala nova da montanha (isto é, um evento do vicariance), duas populações (ou as espécies) estão criadas. Paleogeography, geologia e paleoecology são todos os campos importantes que fornecem a informação que é integrada em análises phylogeographic.

Phylogeography faz exame de a genetics da população e phylogenetic perspective sobre biogeography. Nos mid-1970s, as análises genetic da população giraram para marcadores mitochondrial.^[6] O advent do reação chain do polymerase (PCR), o processo onde os milhões das cópias de um segmento do DNA podem replicated, era crucial no desenvolvimento do phylogeography. Os agradecimentos a esta descoberta, a informação contida em seqüências mitochondrial do DNA eram muito mais acessíveis. Avanços em ambos os métodos do laboratório (por exemplo. capilar Arranjar em seqüência do DNA tecnologia) que permitiu um DNA arranjando em seqüência mais fácil e os métodos computacionais que fizessem o uso melhor dos dados (por exemplo. empregar teoria coalescent) ajudaram melhorar o inference phylogeographic.^[6].

O trabalho phylogeographic adiantado tem sido criticado recentemente para suas natureza e falta narrativas de estatístico rigor (isto é. não testou estatìstica hipóteses alternativas). O único método real era Alan Templeton's aninhou a análise de Clade, que empregou uma chave do inference para determinar a validez de um processo dado em explicar a concordância entre a distância geográfica e o relatedness genetic. As aproximações recentes fizeram exame de uma aproximação estatística mais forte ao phylogeography do que foi feito inicialmente.^{[7] [8] [2]}

Exemplo

A mudança do clima, tal como os ciclos do glaciation dos 2.4 milhão anos passados, restringiu periòdicamente alguma espécie no refugia disjunct. Estas escalas restritas podem resultar dentro bottlenecks da população isso reduz a variação genetic. Uma vez que uma reversão na mudança do clima permite a migração rápida fora das áreas refugial, estas espécies espalham ràpidamente no habitat recentemente disponível. Um número de estudos empíricos encontram assinaturas genetic das espécies do animal e da planta que suportam este scenario do refugia e da expansão postglacial.^[3] Isto ocorreu ambos nos tropics^[9][10] as well as as regiões temperate que foram influenciadas por geleiras.^[11]

Phylogeography e conservation

Phylogeography pode ajudar no prioritization das áreas de valor elevado para o conservation. As análises de Phylogeographic jogaram também um papel importante em definir unidades significativas evolucionárias (ESU), uma unidade do conservation abaixo da espécie nivela que é definida frequentemente na distribuição geográfica original e em testes padrões genetic mitochondrial.^[12]

Um estudo recente na caverna imperiled lagostas no Montanhas Appalachian de America do Norte oriental^[13] demonstra como as análises phylogenetic junto com a distribuição geográfica podem ajudar em reconhecer prioridades do conservation. Usando aproximações phylogeographical, os autores encontraram aquele escondido dentro de o que foi pensado para ser uma única, espécie extensamente distribuída um antigo e a espécie previamente undetected estava também atual. As decisões do Conservation podem agora ser feitas para assegurar-se de que ambos os lineages recebam a proteção. Os resultados como este não são um resultado uncommon dos estudos phylogeographic.

Uma análise de salamanders do genus Eurycea, também nos Appalachians, encontrados que o taxonomy atual do grupo underestimated extremamente a diversidade nivelada da espécie.^[14] Os autores deste estudo encontraram também que os testes padrões da diversidade phylogeographic estiveram associados mais com as conexões da drenagem histórica (melhor que moderna), indicando que os deslocamentos do major nos testes padrões da drenagem da região jogaram um papel importante na geração da diversidade destes salamanders. Uma compreensão completa da estrutura phylogeographic permitirá assim escolhas informed em áreas dar prioridade para o conservation.

Phylogeography comparativo

O campo do phylogeography comparativo procura explicar os mecanismos responsáveis para os relacionamentos e a distribuição phylogenetic de diferente espécie. Por exemplo, as comparações através dos taxa múltiplos podem esclarecer as história de regiões biogeographical.^[15] Por exemplo, análises phylogeographic de vertebrados terrestrial no Baja Califórnia península^[16] e peixes marinhos no Pacífico e em lados do golfo da península^[15] indique as assinaturas genetic que sugerem taxa múltiplos afetados do vicariance um evento durante Pleistocene ou Pliocene.

Phylogeography dá também um perspective histórico importante na composição da comunidade. A história é relevante à diversidade regional e local em duas maneiras.^[9] Uma, o tamanho e a composição da espécie regional pool resultados do contrapeso de speciation e extinção. Dois, em uma composição nivelada local da comunidade são influenciados pela interação entre a extinção local populações e recolonization da espécie'.^[9] Uma aproximação phylogenetic comparativa nos Tropics molhados Australian indica que os testes padrões regionais da distribuição e da diversidade da espécie estão determinados pela maior parte por extinções locais e pelos recolonizations subseqüentes que correspondem aos ciclos climáticos.

Phylogeography humano

Artigos principais: Hipótese recente da único-origem e Hipótese de Multiregional

Phylogeography provou também ser útil em compreender os testes padrões da origem e do dispersal de nossas próprias espécies, Sapiens de Homo. Baseado primeiramente em observações do remains esqueletal do remains humano antigo e em estimations de sua idade, antropólogos propôs duas hipóteses competindo sobre origens humanas. A primeira hipótese é consultada como ao Para fora--África com recolocação modele, de que contends que a última expansão fora África ao redor 100.000 anos há resultados nos seres humanos modernos que deslocam toda precedente Homo spp. populações dentro Eurasia aquele era o resultado de uma onda mais adiantada do emigration fora de África. multiregional o scenario reivindica que os indivíduos da expansão recente fora de África se misturaram genetically com aquelas populações humanas de uns emigrations africanos mais antigos. Um estudo phylogeographic que descobrisse a Eve Mitochondrial isso viveu em África 150.000 anos há de sustentação adiantada fornecida para o modelo de Para fora--África.^[17] Quando este estudo teve seus shortcomings, recebeu a atenção significativa dentro dos círculos científicos e de uma audiência mais larga. Uma análise phylogeographic mais completa que use dez genes diferentes em vez de um único marcador mitochondrial indica que pelo menos duas expansões principais fora de África após a extensão inicial da escala de Erectus de Homo jogou um papel importante que dá forma ao pool de gene humano moderno e essa troca genetic recurrent é pervasive.^[18] Estes findings demonstraram fortemente o papel central de África no evolução de seres humanos modernos, mas indicado também que o modelo do multiregional teve alguma validez.

Phylogeography dos vírus

Os vírus são informative em compreender a dinâmica da mudança evolucionária devido a seus taxa rápida do mutation e tempo de geração rápido.^[19] Phylogeography é uma ferramenta útil em compreender as origens e as distribuições de tensões viral diferentes. Uma aproximação phylogeographic foi feita exame para muitas doenças que ameaçam a saúde humana, incluindo febre do dengue, rabies, influenza e HIV.^[19] Similarmente, uma aproximação phylogeographic jogará provavelmente um papel chave em compreender os vetores e a propagação de influenza avian (HPAI H5N1), demonstrando a relevância do phylogeography ao público geral.

Referências