巴西大西洋森林中多分类群的基因型-环境关联与当代及历史气候

《Molecular Ecology》:Multi-Taxa Genome-Environment Associations With Contemporary and Historical Climate in the Brazilian Atlantic Forest

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月02日 来源:Molecular Ecology 3.7

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   摘要 多物种基因组数据为评估共同分布的类群在多大程度上对共同的环境制度和气候历史表现出平行反应提供了宝贵的机会。在本研究中,我们利用基因组-环境关联(GEA)来考察现时和过去的气候如何塑造了大西洋森林生

  

摘要

多物种基因组数据为评估共同分布的类群在多大程度上对共同的环境制度和气候历史表现出平行反应提供了宝贵的机会。在本研究中,我们利用基因组-环境关联(GEA)来考察现时和过去的气候如何塑造了大西洋森林生物多样性热点地区27个类群适应性基因组变异的空间模式。我们的采样利用了来自广泛类群(包括青蛙、蜥蜴、鸟类、蝴蝶、开花植物和一种针叶树)的现有数据,跨越多个生物气候域,代表了分布范围大小、生态位体积和生态位边缘性的变异。利用这些数据,我们探索了将基因组适应与局部环境条件联系起来、并结合三个物种性状(分布范围大小、专化程度(即生态位体积的倒数)和生态位边缘性)的两种替代假设。第一个假设(H1)认为,分布范围广、专化程度低和生态位边缘性低的类群含有更多的气候关联SNP,因为它们预期具有更高水平的常存遗传变异,从而形成遗传适应的粗略基础。一个替代假设(H2)则预测,大分布范围的物种依赖其他适应方式,如表型可塑性,而非跨环境梯度的固定基因组变化,并且更强的适应性基因组反应发生在小分布范围、高专化程度和高边缘性的类群中。我们的结果表明,以与环境变量相关的采样SNP百分比来衡量,基因组与气候的关联在不同物种间高度可变且具有物种特异性。没有强有力的证据表明物种的分布范围大小、专化程度或生态位边缘性能一致地预测气候关联位点的比例,使我们无法明确区分H1和H2。然而,当数据按类群划分时,趋势方向与H2更为一致。我们的发现强调,局部适应的基因组基础在不同类群间存在显著差异,凸显了生物多样性模式和动态的复杂性,以及通过重新利用现有数据进行多类群推断来探索替代假设的挑战。它们还强调,保护策略应该准备好考虑类群特定的反应,而不是依赖跨物种的普遍期望。我们希望这些结果能激励未来关于大西洋森林及周边地区物种对气候反应的研究,为生物多样性监测和保护策略提供信息。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

本研究未产生新数据。所有基因组数据可在NCBI下通过以下生物项目编号获取:PRJNA1354439(Boana spp.、Enyalius spp.、Ecpleopus gaudichaudii、Placosoma glabellum、Pseudopipra pipra、Myrmoderus spp.、Pyriglena spp.、Microspingus spp.、Myiothlypis leucoblephara、Phylloscartes ventralis、Stephanoxis lalandi、Syndactyla rufosuperciliata以及Actinote conspicua)、PRJNA1354439(Leandra spp.)、PRJNA492310(Anolis punctatus)、PRJNA1122554(Actinote mantiqueira)、PRJNA774804(Syagrus botryophora和S. pseudococos)以及PRJNA1090443(Araucaria angustifolia)。Microspingus spp.、Syndactyla rufosuperciliata、Phylloscartes ventralis和Stephanoxis lalandi的数据已注册于SISGEN(R2F97C8和RB9572E)。蝴蝶数据已注册于SISGEN(AF38F6E)。

惠益分享声明:美国机构和巴西机构的科学家和学生之间建立了研究合作关系。巴西团队收集了所有遗传材料,所有合作者均被列为共同作者。研究发现既与提供社区分享,也与更广泛的科学界分享。这项工作直接解决了一个优先关切:大西洋森林生物多样性热点地区的生物多样性保护,以及通过适应性基因组学更好地理解生物多样性模式的解释。我们团队致力于促进国际科学合作和支持机构能力建设。

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