Geogra a, genómica y éxito evolu vo dentro de un ambiente insular

Oportunidad de contrato FPI en el proyecto: Geogra6a, genómica y éxito evolu=vo dentro de un ambiente insular (ISLANDRAD) ISLANDRAD inves.ga la importancia de tres procesos interconectados que parecen tener importancia en el éxito evolu.vo de la super-­‐radiación (> 128 especies) del genero Laparocerus (Curculionidae) en Canarias: (1) La mezcla genómica entre acervos gené.cos divergentes (2) La estructura geográfica de la variación gené.ca (3) La divergencia genómica y el aislamiento reproduc.vo El proyecto esta diseñado para un candidato que tenga interés y conocimientos en la aplicación de técnicas gené.cas y genómicas para abordar cues.ones fundamentales de la ecología, la evolución y la especiación. Los interesados han de cumplir los requisitos establecidos en la convocatoria de contratos FPI (h[p://www.boe.es/boe/dias/2013/08/14/
pdfs/BOE-­‐A-­‐2013-­‐8984.pdf) Para más información, contacta con: Brent Emerson (bemerson@ipna.csic.es) Grupo de Ecología y Evolución en Islas IPNA-­‐CSIC, La Laguna, Tenerife www.brentemerson.com PROYECTO: Geografía, genómica y éxito evolutivo dentro de un ambiente insular
(ISLANDRAD)
RESUMEN
El épico viaje de cinco años de Charles Darwin a bordo del HMS Beagle estuvo
marcado por una parada particularmente influyente. Las cinco semanas que pasó en
las Islas Galápagos le revelaron que las islas son una fuente importante de evidencias
de la evolución. Casi ciento ochenta años después, las islas oceánicas siguen siendo
una piedra angular de la investigación y la comprensión de la evolución. Las
investigaciones posteriores a las observaciones de Darwin han revelado que las islas
varían de muchas formas diferentes, y que la proliferación y evolución de la vida en
ellas ha progresado más en unas que en otras. Igualmente importante, pero menos
reconocida, es la observación de que en ciertas islas o archipiélagos la proliferación de
la vida ha progresado más en algunos linajes que en otros. En este contexto, la
pregunta importante no sólo es “¿por qué la diversificación ocurre más en algunas
islas o archipiélagos que en otros?”, sino también “¿por qué la diversificación es tan
desproporcionada taxonómicamente?” O dicho de otra manera, ¿por qué algunos
linajes se han diversificado tan dramáticamente en una isla o archipiélago dado,
mientras que otros no se han diversificado? Por ejemplo, entre los 88 géneros nativos
de gorgojos (Coleoptera, Curculionidae) presentes en las Islas Canarias, sólo hay una
media de 3 especies en cada género. Sin embargo, 128 especies de estos gorgojos,
más de una tercera parte de todas las especies nativas de estas islas, pertenecen a un
solo género – Laparocerus. Nuestra hipótesis es que la geografía insular puede
promover diversificación de una forma taxón-especifica cuando las condiciones
favorecen tanto el aislamiento geográfico como el contacto secundario dentro y entre
especies. Nuestro estudio piloto revela que los genomas de las especies de
Laparocerus de islas geológicamente jóvenes proceden de la mezcla genómica de al
menos dos especies de islas diferentes, y que la segregación de variación genómica
dentro de las especies de islas geológicamente viejas indican una especiación
incipiente. Con este proyecto se pretende investigar la importancia de tres procesos
interconectados que parecen tener importancia en el éxito evolutivo de Laparocerus,
según nuestro estudio piloto: (1) la mezcla genómica entre acervos genéticos
divergentes; (2) la estructura geográfica de la variación genética de las especies; y (3)
la divergencia genómica y el aislamiento reproductivo. Mediante la aplicación de un
enfoque genómico usando reduced-representation genomic sequencing (RAD
sequencing) seremos capaces de: (1) aplicar un enfoque espacialmente explícito para
testar si la mezcla genómica da lugar al incremento de la varianza genética; (2)
caracterizar los patrones espaciales de la varianza fenotípica y ecológica dentro de
especies que se derivan de mezcla genómica, y dentro de sus especies parentales; (3)
aplicar un enfoque espacialmente explícito para testar si la estructura geográfica de la
variación genética promueve diversificación; (4) testar divergencia genómica incipiente
para especiación incipiente; (5) evaluar la generalidad de la mezcla genómica
interespecífica dentro del género Laparocerus, en islas geológicamente jóvenes. Al ir
más allá de los enfoques tradicionales de la genética de poblaciones y filogenética,
aprovechando el poder analítico de RAD sequencing, este proyecto generará una
comprensión genómica a escala fina del proceso evolutivo dentro de una
superradiación.
Opportunity for a FPI contract within the project: Geography, genomics and evolu>onary success in an insular environment (ISLANDRAD) ISLANDRAD inves.gates the importance of three interconnected processes that are implicated in the evolu.onary success of the Laparocerus (Curculionidae) super-­‐radia.on (> 128 species) in the Canary Islands: (1) genomic admixture among divergent gene pools (2) the geographic structuring of genomic varia.on within species (3) genomic divergence and reproduc.ve isola.on The project is suitable for a candidate with interest and knowledge in the applica.on of gene.c and genomic techniques to address fundamental ques.ons in ecology, evolu.on and specia.on. Interested candidates need to meet the requirements that are detailed in the call for FPI contracts (hVp://www.boe.es/boe/dias/2013/08/14/pdfs/
BOE-­‐A-­‐2013-­‐8984.pdf) For more informa.on, contact: Brent Emerson (bemerson@ipna.csic.es) Ecology and Evolu.on on Islands Research Group IPNA-­‐CSIC, La Laguna, Tenerife www.brentemerson.com PROJECT: Geography, genomics and evolutionary success in an insular environment
(ISLANDRAD)
SUMMARY
Charles Darwin’s epic five-year voyage on the HMS Beagle was marked by one
particularly influential stop. The five weeks that Darwin spent in the Galapagos Islands
revealed to him that islands are an important source of evidence for evolution. Almost
one hundred and eighty years later and oceanic islands remain a cornerstone of
evolutionary investigation and understanding. Research subsequent to Darwin’s
investigations has revealed that islands vary in many different ways, and that the
evolutionary proliferation of life has progressed much farther on some islands than on
others. However, an equally important but less recognised observation is that, on a
given island or archipelago, the proliferation of life has progressed much farther within
some lineages than others. The important question is not only why does diversification
occur on some islands or archipelagos more than others, but also why does
diversification occur in such a taxonomically disproportionate way? Or put another
way, why do some lineages diversify so extensively on a given island, or archipelago,
while others do not? For example, among the 88 genera of weevil (Coleoptera,
Curculionidae) occurring naturally within the Canary Islands, there is an average of
only three species per genus. However, 128 species, more than one third of all native
weevil species in the Canary Islands, belong to a single genus - Laparocerus. We
hypothesise that insular geography may promote taxon-specific diversification when
conditions favour both geographic isolation and secondary contact within and among
species. Our pilot research reveals that the genomes of species of Laparocerus from
geologically young islands are derived from the genomic admixture of at least two
species from different islands. It also indicates that the segregation of genomic
variation within species from geologically older islands is consistent with insipient
speciation. This proposal investigates the importance of three interconnected
processes that our pilot research implicates in the evolutionary success of the genus
Laparocerus: (1) genomic admixture among divergent gene pools; (2) the geographic
structuring of genomic variation within species; and (3) genomic divergence and
reproductive isolation. By applying a genomics approach with reduced-representation
genomic sequencing (RAD sequencing) we will be able to: (1) apply a spatially explicit
approach to test if species admixture gives rise to increased genetic variance; (2)
characterise spatial patterns of phenotypic and ecological variance within genomically
admixed and parental species; (3) apply a spatially explicit approach to test if
geographic structuring of population genetic variation promotes phylogenetic
diversification; (4) test incipient genomic divergence for insipient speciation; (5)
evaluate the generality of interspecific genomic admixture within Laparocerus from
geologically young islands. By moving beyond traditional approaches of population
genetics and phylogenetics, and instead capitalising upon the analytical power of RAD
sequencing, this project will generate a fine-scale genomic understanding of
evolutionary process within a super-radiation.