Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-3386
Authors: Cabrera, Jonathan F.
Title: Phylogeny and historical biogeography of the Australian Camphorosmeae (Chenopodiaceae)
Online publication date: 4-Sep-2007
Language: english
Abstract: Diese Studie befasst sich mit der Phylogenie und Biogeographie der australischen Camphorosmeae, die ein wichtiges Element der Flora arider Gebiete Australiens sind. Die molekularen Phylogenien wurden mit Hilfe Bayes’scher Statistik und „maximum likelihood”berechnet. Um das Alter der Gruppe und interner Linien abzuschätzen, wurden die Methoden „Nonparametric rate smoothing” und “penalized likelihood” benutzt. Morphologische Merkmale wurden nach Kriterien der Parsimonie auf den molekularen Baum aufgetragen. „Brooks parsimony analysis”, „cladistic analysis of distributions and endemism”, „dispersal-vicariance analysis”,„ancestral area analysis” und „weighted ancestral area analysis” wurden angewandt, um Abfolge und Richtungen der Ausbreitung der Gruppe in Australien zu analysieren.Von sieben getesteten Markern hatten nur die nukleären ETS und ITS genügend Variation für die phylogenetische Analyse der Camphorosmeae. Die plastidären Marker trnL-trnF spacer,trnP-psaJ spacer, rpS16 intron, rpL16 intron und trnS-trnG spacer zeigten kein ausreichendes phylogenetisches Signal. Die gefundenen phylogenetischen Hypothesen widersprechen der jetzigen Taxonomie der Gruppe. Neobassia, Threlkeldia, Osteocarpum und Enchylaena sollten den Gattungen Sclerolaena bzw. Maireana zugeordnet werden. Die kladistische Analyse der Fruchtanhängsel unterstützt die taxonomischen Ergebnisse der auf DNA basierenden Phylogenie. Allerdings hat die Behaarung, die bei anderen Gruppen der Chenopodiaceae als wichtiges taxonomisches Merkmal herangezogen wird, die Phylogenie nicht unterstützt. Vorfahren der heutigen Camphorosmeen sind im Miozän, vor ca. 8-14 Millionen Jahren, durch Fernausbreitung vermutlich aus Asien in Australien eingewandert. Anfängliche Diversifizierung fand während des späten Miozäns bis in das frühe Pliozän vor ca. 4-7 Millionen Jahren statt. Am Ende des Pliozäns existierten schon 45% - 72% der Abstammungslinien der jetzigen Camphorosmeen. Dies weist auf eine schnelle Ausbreitung hin. Das Alter stimmt mit dem Einsetzen der Aridisierung Australiens überein, und deutet darauf hin, dass die Ausbreitung der ariden Gebiete eine große Rolle bei der Diversifizierung der Gruppe spielte. Die Vorfahren der australischen Camphorosmeae scheinen die Südküste Australiens zuerst besiedeln zu haben. Dies geschah vor dem Einsetzen der Aridisierung des Kontinents. Die anschließende Ausbreitung erfolgte in verschiedene Richtungen und folgte der fortschreitenden Austrocknung im späten Tertiär und im ganzen Quartär. Durch ihre Anpassung an Trockenheit ist der Erfolg der Camphorosmeae in den ariden Gebieten zu erklären.Die Abwesenheit von klaren phylogenetischen und artspezifischen Signalen zwischen Arten der australischen Camphorosmeae ist auf das junge Alter und die schnelle Diversifizierung der Gruppe zurückzuführen, welche die Häufung von Mutationen und eine starke morphologische Differenzierung nicht zugelassen haben.
Molecular and morphological data were used to reconstruct the phylogeny and biogeographic history of the arid adapted plant group Camphorosmeae in Australia. Molecular phylogenies were constructed using Bayesian statistics and maximum likelihood. Non parametric rate smoothing and penalized likelihood were employed to estimate divergence times within the Australian lineage. Morphological characters were parsimoniously mapped on the molecular-based phylogeny of Camphorosmeae. Primary Brooks parsimony analysis, cladistic analysis of distributions and endemism, dispersal-vicariance analysis, ancestral area analysis and weighted ancestral area analysis were performed to infer sequence and directionality of biogeographic pathways.From seven molecular markers tested, only the nuclear ETS and ITS provided enough variation for the successive analyses of the group; the plastid markers trnL-trnF spacer, trnP-psaJ spacer, rpS16 intron, rpL16 intron and the trnS-trnG spacer showed degrees of variation unsuitable for phylogenetic studies in the Australian Camphorosmeae. Phylogenetic hypotheses inferred using the nuclear markers do not completely support the current taxonomy of the group. Neobassia, Threlkeldia, Osteocarpum and Enchylaena should be subsumed to the speciose genera Sclerolaena or Maireana. The results of the cladistic analyses of the fruiting perianth appendage characters support the taxonomic implications of the DNA-based phylogeny. However, indumentum character, which was reported to be of taxonomic significance in several groups inChenopodiaceae, did not provide support for the phylogeny of Camphorosmeae in Australia.Ancestors of the present-day Camphorosmeae arrived in Australia during the Miocene (ca.8-14 mya) via long-distance dispersal probably from continental Asia. Initial diversification of the group occurred during the Late Miocene until the Early Pliocene (ca. 4-7 mya), and by the end of the Pliocene 45% - 72% of the extant lineages were already present, indicating rapid diversification. This age coincides with previous hypotheses on the onset of aridification of the continent, suggesting that environmental evolution played a significant role in speciation in the group. Ancestors of the group appeared to have occupied the southern coastal regions of the continent prior to the aridity of the continent. They then “migrated” in multiple directions as aridity developed during the Late Tertiary and throughout the Quaternary. The success of the group in the then newly forming environment was determined by the adaptation of the ancestral lineages to arid conditions.The apparent absence of clear phylogenetic and generic boundaries among taxa in the Australian Camphorosmeae is believed to be the result of the young age of the group and its rapid diversification, therefore not allowing the accumulation of mutations and clear morphological distinctions.
DDC: 500 Naturwissenschaften
500 Natural sciences and mathematics
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 10 Biologie
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-3386
URN: urn:nbn:de:hebis:77-13829
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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