Phylogeny of Renealmia - Diversification rates in Renealmia
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La conocida alta riqueza de especies de los bosques tropicales no es uniforme en sus diferentes regiones; África es pobre en especies en comparación con el sudeste asiático y la región neotropical. Una de las hipótesis de las diferencias entre la riqueza en el Neotrópico y África apunta a la importancia de la especiación reciente en el Neotrópico. Esto se considera en particular en taxones centrados en los Andes que probablemente se diversificaron en respuesta a las oportunidades de especiación ofrecidas por el levantamiento final de los Andes tropicales (durante los últimos 25 millones de años [Ma] hasta el presente, con tasas más altas en el pasados 10 Ma hasta el presente). El objetivo de esta tesis es probar esta hipótesis en el género Renealmia Lf (Zingiberaceae), un linaje centrado en los Andes (c. 64 Neotropical spp.) Que también se encuentra en África (c. 17 spp.). Se presenta un recuento taxonómico de las especies colombianas (c. 32; el país con más especies) y se descubrieron tres especies nuevas para la ciencia que se describen en una revisión actualizada. Diseñé un nuevo enfoque para obtener marcadores filogenéticos nucleares para estimar filogenias a nivel de especie utilizando transcriptomas para una diversificación reciente que podría aplicarse a muestras de especímenes de herbario. Generé transcriptomas de novo para dos especies de Renealmia y un pariente de la subfamilia Alpinioideae que se combinaron con datos disponibles en repositorios para apuntar a un número bajo de copias y genes potencialmente ortólogos con intrones cortos. Obtuve datos de secuencia para ocho intrones (que van de 219 a 924 pb) y marcador de ARNr (ITS1 e ITS2) para 40 especies y al menos un marcador para 64 especies, que comprende un total de 137 accesiones, de las cuales el 67,9% (93) se tomaron muestras de especímenes de herbario. Se estimaron árboles genéticos y especies para el género. Descubrí que la mayoría de los subgrupos basados en caracteres morfológicos están respaldados por datos moleculares, pero una posible combinación de clasificación de linaje incompleta (relacionada con radiaciones recientes o grandes tamaños de población) y / o introgresión a través de hibridación dificulta la solución de las relaciones entre estos subgrupos. Finalmente, estimé y comparé las tasas de diversificación de los linajes neotropicales y africanos usando filogenias fechadas basadas en los árboles estimados. Utilicé métodos disponibles y personalizados que tienen en cuenta el muestreo de taxón incompleto, la incertidumbre en las relaciones filogenéticas y la estocasticidad inherente a los procesos de diversificación.
The known high species richness of the tropical forests is not uniform in its different regions; Africa is poor in species compared to Southeast Asia and the neotropical region. One of the hypotheses of the differences between the richness in the Neotropics and Africa points to the importance of recent speciation in the Neotropics. This is considered particularly in Andes-centered taxa that probably diversified in response to the opportunities for speciation offered by the final uplift of the tropical Andes (during the last 25 million years [Ma] to the present, with higher rates in the past 10 Ma to the present). The aim of this thesis is to test this hypothesis in the genus Renealmia Lf (Zingiberaceae), an Andean-centered lineage (c. 64 Neotropical spp.) also found in Africa (c. 17 spp.). A taxonomic count of Colombian species is presented (c. 32; the country with the most species) and three new species were discovered for science and are described in an updated review. I designed a new approach to obtain nuclear phylogenetic markers to estimate phylogenies at the species level using transcriptomes for recent diversification that could be applied to samples of herbarium specimens. I generated de novo transcripts for two species of Renealmia and a relative of the Alpinioideae subfamily that were combined with available data from repositories to target low copy numbers and potentially short intron ortho genes. I obtained sequence data for eight introns (ranging from 219 to 924 bp) and rRNA marker (ITS1 and ITS2) for 40 species and at least one marker for 64 species, comprising a total of 137 accessions, of which 67.9% (93) were sampled from herbarium specimens. Genetic trees and species were estimated for the genus. I found that most of the subgroups based on morphological characters are supported by molecular data, but a possible combination of incomplete lineage classification (related to recent radiation or large population sizes) and/or introgression through hybridization makes it difficult to solve the relationships between these subgroups. Finally, I estimated and compared the diversification rates of Neotropical and African lineages using dated phylogenies based on the estimated trees. I used available and customized methods that take into account incomplete taxon sampling, uncertainty in phylogenetic relationships, and stochasticity inherent to diversification processes.
