Joint Species And Niche Evolution

Descrizione del progetto

Comprendere l’evoluzione della biodiversità

La nozione di tempo e modalità di diversificazione delle specie integra la paleontologia con la genetica e la selezione naturale e rappresenta un interrogativo centrale nella biologia evoluzionistica. I cladi sono gruppi comprendenti un antenato comune; i lignaggi si diversificano durante la loro evoluzione, aumentando la disparità nelle nicchie quando nuovi lignaggi colonizzano le lacune degli spazi di nicchia. Tuttavia, nonostante la sua importanza, l’interdipendenza tra diversificazione delle specie ed evoluzione di nicchia non è ancora stata compresa. Il progetto INSANE, finanziato dall’UE, si propone di sviluppare modelli flessibili e innovativi che consentano un’inferenza congiunta sulla diversificazione accoppiata e sulle dinamiche di evoluzione dei tratti. Per far questo, estenderà la ricerca sull’evoluzione dei tratti multivariati, descriverà meglio il concetto di nicchia e integrerà i dati paleontologici. Il progetto contribuirà ad una maggiore comprensione della creazione e dell’evoluzione della biodiversità.

Obiettivo

Understanding the tempo and mode of species diversification and concomitant ecological divergence has been a long-sought goal in evolutionary biology. As clades diversify, disparity in niches typically increases when new lineages colonize previously unfilled zones of niche space. Despite its critical importance in understanding life’s evolution, the universality of an interdependence between species diversification and niche evolution, as well as the directionality and drivers of this association, are still poorly understood. This is presumably attributable to the inherent computational and mathematical challenges to develop process-generating models that would couple diversification and niche evolutionary dynamics and the limited availability of extensive and comparable datasets to characterize niches over large radiations integrating neontological and paleontological data. In this project, I will first develop much-needed novel flexible models that allow joint inference on coupled diversification and trait evolution dynamics by allowing joint rate-heterogeneity for radiations of considerable size. Subsequently, I will enhance biological realism by expanding to multivariate evolution of traits, better characterizing the niche concept, and by integrating paleontological data. Finally, I will allow inference on biotic and abiotic drivers of the interrelationship of species and niche diversification. These models will enable examining hitherto untestable classic evolutionary hypotheses in a formal framework on the feedback between diversification and niche evolution, at the intersection of ecology and evolutionary biology. By applying these models to big scale curated datasets of species-level niches and recently available phylogenetic trees for thousands of species and the ability to integrate fossil information, I will substantially increase our understanding on how biodiversity, both in terms of richness and niches, is generated.