Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
T H E 	   E C O L O G Y 	   A N D 	   E V O L U T I O N 	   O F 	  HEROEN VERBRUGGEN, UNIVERSITY                          ...
Five	  slides	  about	  taxonomy	  What	  we	  think	  we	  know	  about	  species	  diversity	  but	  don’t.	            ...
Popula@on	  structure	  of	  Por$eria	                                                                Payo	  et	  al.	  –	...
Sampling	  locali@es:	  Philippines	                                      Payo	  et	  al.	  –	  under	  review	  
Not	  one	  but	  21	  species	                       265	  cox	  2-­‐3	  spacer	  sequences	         logLGMYC	  	  =	  46...
Global	  diversity?	                             Payo	  et	  al.	  -­‐	  unpublished	  
Consequences	  Taxonomists	  in	  state	  of	  paralysis	               Conserva@on…	    More	  work	  for	  me	  	  	  @$...
Biodiversity	         Pa<erns	  of	  species	  diversity	           Diversifica@on:	  specia@on	  and	  ex@nc@on	          ...
How	  we	  do	  what	  we	  do…	         Species	  delimita@on	           Trust	  no-­‐one	  but	  Mr.	  Sanger	          ...
Model	  systems	  Halimeda	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  Dictyota	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	...
Geographic	  pa<erns	   of	  diversifica@on	  
Dictyotales	  
Dictyotales:	  236	  species;	  2038	  specimens	  
 	  What	  we	  want	  to	  know	  	  	                                                                                   ...
Models	  of	  evolu@onary	  change	                                                   Dispersal	  -­‐	  Ex@nc@on	  -­‐	  C...
Basic	  marine	  DEC	  model	  Spalding	  et	  al.	  (2009)	  BioScience	  57:	  573-­‐583	  
Where	  did	  it	  come	  from?	  De	  Clerck	  et	  al.	  –	  unpublished	  
Newhousia imbricataZonaria sp1Zonaria crenata  Zonaria diesingianaZonaria tournefortiiZonaria angustataZonaria spiralisZon...
How	  did	  it	  move	  around?	                        Tropics	  à	  North	                   Tropics	  à	  South	     ...
Cenozoic:	  gradual	  drop	  in	  temperature	  Zachos	  et	  al.	  (2008)	  Nature	  451:	  279-­‐283	  
Ecological	  correlates	    of	  diversifica@on	  
Halimeda	  –	  Species	  diversity	  map	  Map	  courtesy	  of	  Tom	  Schils	  
Macroecological	  affini@es	                                                                                              SS...
SST	  affini@es	  modeled	  along	  tree	                                             C1	                                   ...
Can	  this	  explain	  geographical	      pa<erns	  of	  diversity?	  
The	  notorious	  LDG	                                                                                                    ...
…but	  for	  seaweeds	                                                   Bimodal	  la@tudinal	  diversity	  pa<ern	       ...
Codium	  -­‐	  Species	  diversity	  map	  Map	  courtesy	  of	  Tom	  Schils	  
Codium	  -­‐	  SST	  affini)es	  along	  tree	       C1	        C2	                             C3	                         ...
Codium	  -­‐	  SST	  affini@es	  along	  tree	       C1	              C2	                                C3	                ...
Model	  of	  diversifica@on	  dynamics	    Diversifica@on	  func@on	  of	  trait	  of	  interest	               (in	  our	  ...
Codium	  -­‐	  Diversifica@on	  and	  SST	    C1	         C2	                        C3	                          β = 0.18 ...
Codium	  -­‐	  SST	  affini)es	  along	  tree	       C1	        C2	                             C3	                         ...
β	  =	  0.18	  ±	  0.026	                       β	  =	  0.018	  ±	  0.021	                       Verbruggen	  et	  al.	  –...
Diversifica@on	  is	  func@on	     of	  niche	  evolvability	                                       Tyberghein	  et	  al.	 ...
Parapatric	  specia@on	  along	  la@tudinal	  temperature	  gradient	                                      Tyberghein	  et...
Where	  does	  this	  evolvability	  come	  from?	  
Halimeda	  –	  microhabitat	  evolu@on	  Exposed	  microhabitat	                     Sheltered	  microhabitat	            ...
SST	  rate	               SST	  rate	  depends	  constant	                    on	  exposure	                    vs.	      ...
Microhabitat	  specializa@ons	  as	                  exapta@ons	  for	  macroecological	  shiws	                          ...
Evolu@on	  &	  diversity	         	     	  SpeciaIon	                                     allopatric	  	  vs.	  	  within	...
Lennert	  Tyberghein	          Vanessa	  Marcelino	             Sofie	  D’hondt	  Dioli	  Ann	  Payo	         Olivier	  De	...
Collaborators:	                    	                                  	  Ma<	  Ashworth	                   Chris	  Maggs	 ...
The Ecology and Evolution of Seaweed Diversification
The Ecology and Evolution of Seaweed Diversification
The Ecology and Evolution of Seaweed Diversification
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

The Ecology and Evolution of Seaweed Diversification

3,669 views

Published on

  • Be the first to like this

The Ecology and Evolution of Seaweed Diversification

  1. 1. T H E   E C O L O G Y   A N D   E V O L U T I O N   O F  HEROEN VERBRUGGEN, UNIVERSITY OF MELBOURNE
  2. 2. Five  slides  about  taxonomy  What  we  think  we  know  about  species  diversity  but  don’t.     Pa<erns  of  species  diversity   Diversifica@on:  specia@on  and  ex@nc@on.     Geographic  pa<erns  of  specia@on   How  biodiversity  got  to  where  it  is.     Ecological  aspects  of  diversifica@on   How  diversifica@on  relates  to  the  thermal  niche.        
  3. 3. Popula@on  structure  of  Por$eria   Payo  et  al.  –  under  review  Picture credits: Rob Anderson & John Huisman, via AlgaeBase
  4. 4. Sampling  locali@es:  Philippines   Payo  et  al.  –  under  review  
  5. 5. Not  one  but  21  species   265  cox  2-­‐3  spacer  sequences   logLGMYC    =  462.92  >  logLnul  =  449.25,  p  <  0.001   21  (19-­‐24)  GMYC  clusters   Payo  et  al.  –  under  review  
  6. 6. Global  diversity?   Payo  et  al.  -­‐  unpublished  
  7. 7. Consequences  Taxonomists  in  state  of  paralysis   Conserva@on…   More  work  for  me      @$#N*!ˇ  
  8. 8. Biodiversity   Pa<erns  of  species  diversity   Diversifica@on:  specia@on  and  ex@nc@on    Geographic  pa<erns  of  specia@on   How  did  biodiversity  get  where  it  is?    Ecological  aspects  of  diversifica@on   How  does  diversifica@on  relate  to  the  thermal  niche?  
  9. 9. How  we  do  what  we  do…   Species  delimita@on   Trust  no-­‐one  but  Mr.  Sanger     Phylogene@c  hypothesis   Mul@ple  markers   Diversifica@on  pa<erns     Evolu@onary  inference   Geographic  data   Macroecological  data   Evolu@onary  models  
  10. 10. Model  systems  Halimeda                        Dictyota                                                                    Codium  
  11. 11. Geographic  pa<erns   of  diversifica@on  
  12. 12. Dictyotales  
  13. 13. Dictyotales:  236  species;  2038  specimens  
  14. 14.    What  we  want  to  know         What  are  the  dominant  geographic  modes  of  specia@on?   Where  did  taxa  originate?     How  did  they  spread  around  the  world?  What  we  have  to  work  with     DNA  barcodes   species  boundaries   where  species  are  distributed   mul@gene  alignment   phylogene@c  tree   with  calibra@on  à  chronogram  
  15. 15. Models  of  evolu@onary  change   Dispersal  -­‐  Ex@nc@on  -­‐  Cladogenesis  model  Ree  &  Smith  (2008)  Syst.  Biol.  57:  4-­‐14      —      Ree  et  al.  (2005)  Evolu$on  59:  2299-­‐2311  
  16. 16. Basic  marine  DEC  model  Spalding  et  al.  (2009)  BioScience  57:  573-­‐583  
  17. 17. Where  did  it  come  from?  De  Clerck  et  al.  –  unpublished  
  18. 18. Newhousia imbricataZonaria sp1Zonaria crenata Zonaria diesingianaZonaria tournefortiiZonaria angustataZonaria spiralisZonaria subarticulataLobophora papenfussiiLobophora sp12Lobophora sp9Lobophora sp10Lobophora sp2 Lobophora variegataLobophora sp7Zonaria diesingiana2Lobophora sp3 Lobophora sp1Lobophora sp4Lobophora sp5Homoeostrichus canaliculatusHomoeostrichus olseniiExallosorus harveyanusHomoeostrichus sinclairiiHomoeostrichus sp1Homoeostrichus sp2Homoeostrichus flabellatusHomoeostrichus formosanaZonaria sp2Distromium didymothrixDistromium sp1Distromium skottsbergiiDistromium sp2Distromium decumbens2Distromium decumbens4Distromium decumbens3Distromium decumbens1Padina melemele7Padina melemele6Padina melemele8Padina melemele2Padina melemele3Padina melemele9Padina melemele1Padina melemele5Padina melemele4Padina moffittianaPadina moffittiana2Padina stipitataPadina sp26Padina sp29Padina sp9Padina sp10Padina sp11Padina sp24Padina arborescensPadina sp6Padina sp25 Padina sp5Padina crassaPadina crassa3Padina gymnospora5Padina sp8Padina sp7Padina gymnospora4Padina gymnospora1Padina gymnospora2 Padina gymnospora3Padina pavonica2Padina sp21Padina sp20Padina sp28Padina crassa2Padina sp22 Padina sp3 Padina sp2 Padina minorPadina boryana4Padina boryana3Padina boryana2 Padina boryanaPadina sp15Padina somalensis Padina australisPadina boergeseniiPadina pavonicaPadina thivyiPadina ryukyuanaPadina sp4 Padina sp1Padina fasciataPadina sanctaecrucis1Padina sanctaecrucis2 Padina japonicaPadina sp23Padina undulataPadina jonesiiPadina terricolorPadina okinawaensisPadina sp27Taonia atomariaDictyopteris divaricataSpatoglossum pacificumDictyopteris undulataDictyopteris muelleriSpatoglossum stipitatumSpatoglossum asperumSpatoglossum spSpatoglossum crassumSpatoglossum solieriiLobospira bicuspidataDictyopteris sp1 Dictyopteris delicatula1Dictyopteris delicatula2Dictyopteris sp2Dictyopteris delicatula3 Dictyopteris australisDictyopteris polypodioidesDictyopteris longifoliaDictyopteris latiusculaDictyopteris prolifera2Dictyopteris prolifera1Dictyopteris crassinervia Stypopodium flabelliforme2Stypopodium flabelliformeStypopodium flabelliforme1Stypopodium hawaiiensisStypopodium australasicumStypopodium multipartitum Stypopodium schimperiStypopodium sp1Stypopodium zonaleStypopodium sp2Dictyotopsis propaguliferaStoechospermum polypodioidesScoresbyella profundaRugulopteryx radicansRugulopteryx suhriiRugulopteryx okamurae Rugulopteryx marginatusCanistrocarpus crispatus Canistrocarpus cervicornisDilophus robustus2Dilophus robustus1Dilophus sp1Dilophus gunnianusDilophus robustus3Dilophus fastigiatus Dictyota ceylanica5Dictyota humifusa Dictyota pfaffiiDictyota canaliculata1Dictyota sp15Dictyota spiralis Dictyota canariensis Dictyota implexaDictyota linearis Dictyota sp20Dictyota flabellataDictyota crenulataDictyota sp19Dictyota pinnatifidaDictyota concrescensDictyota cymatophilaDictyota mertensii2Dictyota caribaeaDictyota pleiacantha2Dictyota pleiacantha1Dictyota jamaicensis Dictyota sandvicensis2Dictyota sandvicensis3Dictyota sandvicensis1Dictyota nigricansDictyota binghamiaeDictyota kunthiiDictyota sp29Dictyota sp25 Dictyota dichotoma1Dictyota sp1Dictyota polyclada1Dictyota polyclada2Dictyota sp30Dictyota paniculataDictyota polyclada3Dictyota adnataDictyota sp16 Dictyota sp22Dictyota sp12Dictyota mangrovestolonDictyota sp18Dictyota sp17Dictyota bartayresianaDictyota canaliculata2Dictyota sp26Dictyota ceylanica2Dictyota ceylanica1Dictyota ceylanica3Dictyota sp6Dictyota sp5 Dictyota fasciolaDictyota mediterraneaDictyota friabilis1Dictyota dichotoma2Dictyota pardalis Dictyota ceylanica4Dictyota hamiferaDictyota sp11Dictyota sp9Dictyota sp10Dictyota sp24Dictyota acutiloba1Dictyota acutiloba2Dictyota grossedentataDictyota dhofarensisDictyota naevosaDictyota coriaceaDictyota plectens Dictyota ciliolataDictyota rigida4 Dictyota rigida2 Dictyota rigida3Dictyota rigida1 Dictyota intermediaDictyota stolonifera Dictyota liturataDictyota mertensii1Dictyota sp23Dictyota dichotoma3Dictyota diemensisDictyota cyanolomaDictyota alternifidaDictyota sp21Dictyota koreana Dictyota sp7Dictyota sp3
  19. 19. How  did  it  move  around?   Tropics  à  North   Tropics  à  South   South  à  North   dispersal  rate   MaDe  Clerck  et  al.  –  unpublished  
  20. 20. Cenozoic:  gradual  drop  in  temperature  Zachos  et  al.  (2008)  Nature  451:  279-­‐283  
  21. 21. Ecological  correlates   of  diversifica@on  
  22. 22. Halimeda  –  Species  diversity  map  Map  courtesy  of  Tom  Schils  
  23. 23. Macroecological  affini@es   SSTVerbruggen  et  al.  (2009)  Global  Ecol.  Biogeogr.  18:  393-­‐405  
  24. 24. SST  affini@es  modeled  along  tree   C1   C2   C3   C4   C5  Verbruggen  et  al.  (2009)  Global  Ecol.  Biogeogr.  18:  393-­‐405  
  25. 25. Can  this  explain  geographical   pa<erns  of  diversity?  
  26. 26. The  notorious  LDG   low high Decreasing  species  diversity  from  tropics  to  poles   Many,  many,  MANY  explana@ons  proposed     Evolu@onary  perspec@ve:  species  turnover  Ti<ensor  et  al.  (2010)  Nature  466:  1098-­‐1107      —      Jablonski  et  al.  (2006)  Science  314:  102-­‐106  
  27. 27. …but  for  seaweeds   Bimodal  la@tudinal  diversity  pa<ern   Highest  diversity  in  temperate  regions   Do  the  same  evolu@onary  processes  hold?  Kerswell  (2006)  Ecology  10:  2479-­‐2488  
  28. 28. Codium  -­‐  Species  diversity  map  Map  courtesy  of  Tom  Schils  
  29. 29. Codium  -­‐  SST  affini)es  along  tree   C1   C2   C3   l  112  species   l  3  genes   l  ML  –  BI   l  )me-­‐calibrated   l  evolu)on  of  SST   preference  inferred     Verbruggen  et  al.  -­‐  unpublished  
  30. 30. Codium  -­‐  SST  affini@es  along  tree   C1   C2   C3   Are  speciaIon  rates   higher  in  the  tropics? l  3  genes   l    112  species   l  ML  –  BI   l  @me-­‐calibrated   l  evolu@on  of  SST   preference  inferred     Verbruggen  et  al.  -­‐  unpublished  
  31. 31. Model  of  diversifica@on  dynamics   Diversifica@on  func@on  of  trait  of  interest   (in  our  case,  SST)   " λ % log $ = β SST + α # 1− λ & Verbruggen  et  al.  -­‐  unpublished  
  32. 32. Codium  -­‐  Diversifica@on  and  SST   C1   C2   C3   β = 0.18 ± 0.026 Verbruggen  et  al.  -­‐  unpublished  
  33. 33. Codium  -­‐  SST  affini)es  along  tree   C1   C2   C3   l  112  species   l  3  genes   l  ML  –  BI   l  )me-­‐calibrated   l  evolu)on  of  SST   preference  inferred     Verbruggen  et  al.  -­‐  unpublished  
  34. 34. β  =  0.18  ±  0.026   β  =  0.018  ±  0.021   Verbruggen  et  al.  –  unpublished—      Tyberghein  et  al.  –  unpublished  
  35. 35. Diversifica@on  is  func@on   of  niche  evolvability   Tyberghein  et  al.  –  unpublished  
  36. 36. Parapatric  specia@on  along  la@tudinal  temperature  gradient   Tyberghein  et  al.  –  unpublished  
  37. 37. Where  does  this  evolvability  come  from?  
  38. 38. Halimeda  –  microhabitat  evolu@on  Exposed  microhabitat   Sheltered  microhabitat   Marcelino  et  al.  –  unpublished  
  39. 39. SST  rate   SST  rate  depends  constant   on  exposure   vs.   Marcelino  et  al.  –  unpublished  
  40. 40. Microhabitat  specializa@ons  as   exapta@ons  for  macroecological  shiws   7.6  frequency   Lineages  from   exposed  habitat   4.3×  faster   AIC1rate  –  AIC2rates   Marcelino  et  al.  –  unpublished  
  41. 41. Evolu@on  &  diversity      SpeciaIon   allopatric    vs.    within  region   niche  shiws    vs.    conserva@sm        DistribuIons   tropics  source:  OTT  confirmed   North  sink        DiversificaIon   Codium:  SST  +  historical  effect   Halimeda  &  Dictyota:  evolvability  
  42. 42. Lennert  Tyberghein   Vanessa  Marcelino   Sofie  D’hondt  Dioli  Ann  Payo   Olivier  De  Clerck   Frederik  Leliaert  
  43. 43. Collaborators:      Ma<  Ashworth   Chris  Maggs   Satoshi  Shimada  Eric  Coppejans   Antoine  NYeurt   Thomas  Silberfeld  Chris  Drake   Fa@ma  Oliveira   Heather  Spalding  Nick  Eloot   Mariana  Oliveira   Frederique  Steen  Wiebe  Kooistra   Klaas  Pauly   Ana  Tronholm  Diane  Li<ler   Gary  Saunders   Christophe  Viera  Mark  Li<ler   Thomas  Sauvage   Brian  Wysor  Steve  LoDuca   Tom  Schils   Rick  Zechman  Collectors:        Rob  Anderson   Stefano  Draisma   Chris  Lane   Willem  P.v.Reine  Elizabeth  Bandeira   Cindy  Fernandez   Line  Le  Gall   Craig  Schneider  John  Bolton   Suzanne  Fredericq   Diane  Li<ler   Gary  Saunders  Barre<  Brooks   Wilson  Freshwater   Mark  Li<ler   Thomas  Sauvage  Francis  Bunker   Fred  Gurgel   Lydiane  Ma|o   Tom  Schils  Olivier  Dargent   John  Huisman   Frederic  Mineur   Heather  Spalding  Kya<  Dixon   Lisa  Kirkendale   Klaas  Pauly   John  West  Rainbo  Dixon   Gerry  Kraw   Claude  Payri   …  many  others  …  

×