Genome-wide genetic variation coupled with demographic and ecological niche modeling of the dusky-footed woodrat (Neotoma fuscipes) reveal patterns of deep divergence and widespread Holocene expansion across northern California
Genome-wide genetic variation coupled with demographic and ecological niche modeling of the dusky-footed woodrat (Neotoma fuscipes) reveal patterns of deep divergence and widespread Holocene expansion across northern California
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全基因组遗传变异与暗足林鼠（Neotoma fuscipes）的人口统计和生态位模型相结合，揭示了加州北部深度分化和广泛的全新世扩张的模式
DOI：
10.1038/s41437-020-00393-7
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
3.8
通讯作者：
Blois, Jessica L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Boria, Robert A.;Brown, Sarah K.;Matocq, Marjorie D.;Blois, Jessica L.
了解物种如何应对过去的气候变化可能有助于完善物种和生物群落将如何应对未来变化的预测。在这里，我们整合了全基因组遗传变异的估计与人口和生态位建模，以调查一个重要的生态工程师的历史地理：昏暗的脚林鼠，Neotoma fuscipes。我们使用RADseq为来自加州物种地理分布的71个个体生成全基因组数据集。我们估计人口结构，使用几个基于模型的方法和推断的人口历史的区域人口使用站点频谱为基础的方法。此外，我们使用生态位模型来推断当前和过去（末次冰期最大）的环境适应性在整个物种的分布。最后，我们估计了区域人口扩张的方向性和可能的空间起源。我们的分析表明，该物种被细分为三个区域不同的人群，最深的分歧发生在170万年前的现代旧金山湾三角洲地区;加州的植物群和动物群的共同地理障碍。我们的模型的环境适应性，通过时间与我们的人口扩张的估计相吻合，与相对长期稳定的南部的范围，最近扩展到北方结束的范围。我们的研究说明了全基因组数据与空间和人口建模的整合如何揭示历史事件的时间和空间范围，这些事件决定了生物多样性的模式，并可能有助于预测生物对未来变化的反应。
Understanding how species have responded to past climate change may help refine projections of how species and biotic communities will respond to future change. Here, we integrate estimates of genome-wide genetic variation with demographic and niche modeling to investigate the historical biogeography of an important ecological engineer: the dusky-footed woodrat,Neotoma fuscipes. We use RADseq to generate a genome-wide dataset for 71 individuals from across the geographic distribution of the species in California. We estimate population structure using several model-based methods and infer the demographic history of regional populations using a site frequency spectrum-based approach. Additionally, we use ecological niche modeling to infer current and past (Last Glacial Maximum) environmental suitability across the species’ distribution. Finally, we estimate the directionality and possible spatial origins of regional population expansions. Our analyses indicate this species is subdivided into three regionally distinct populations, with the deepest divergence occurring ~1.7 million years ago across the modern-day San Francisco-Bay Delta region; a common biogeographic barrier for the flora and fauna of California. Our models of environmental suitability through time coincide with our estimates of population expansion, with relative long-term stability in the southern portion of the range, and more recent expansion into the northern end of the range. Our study illustrates how the integration of genome-wide data with spatial and demographic modeling can reveal the timing and spatial extent of historic events that determine patterns of biotic diversity and may help predict biotic response to future change.
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