Estimating ancient biogeographic patterns with statistical model discrimination
Estimating ancient biogeographic patterns with statistical model discrimination
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用统计模型辨别估计古代生物地理模式
DOI：
10.1002/ar.25067
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zanno, Lindsay E.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gates, Terry A.;Cai, Hengrui;Hu, Yifei;Han, Xu;Griffith, Emily;Burgener, Landon;Hyland, Ethan;Zanno, Lindsay E.
物种生活的地理范围是生态和进化意外事件的许多因素的函数。观察单个物种的地理范围提供了有关谱系的这些历史偶然事件的宝贵信息，确定许多远缘相关物种的分布串联提供了有关进化和生态过程的大规模限制的信息。我们提出了一种线性回归方法，可以区分各种假设的生物地理模型，以确定哪种景观分布模式与化石记录中的数据最匹配。区分中使用的线性回归模型依赖于采样点（通常是地质构造）之间的测地距离作为自变量和三个可能的因变量：Dice/Sorensen 相似性；欧氏距离；和系统发育群落的差异。相似性和距离测量对于没有进化信息的完整群落分析都很有用，而系统发育群落的相异性需要系统发育数据。重要的是，区分方法使用线性回归残差为每个测试的生物地理模型提供相对的支持测量，而不是绝对答案或p值。当应用于最近发布的坎帕尼亚花粉数据集时，我们发现了支持由未知大小的过渡区分隔的两个植物群落的证据。利用系统发育群落差异进行的角龙类恐龙的类似案例研究没有提供生物地理模式的证据，但该案例研究缺乏准确区分的数据和/或时间混合过多。未来的研究旨在重建整个景观中的生物分布，有一种基于统计的方法来确定哪种生物地理分布模型最适合现有数据。
The geographic ranges in which species live is a function of many factors underlying ecological and evolutionary contingencies. Observing the geographic range of an individual species provides valuable information about these historical contingencies for a lineage, determining the distribution of many distantly related species in tandem provides information about large‐scale constraints on evolutionary and ecological processes generally. We present a linear regression method that allows for the discrimination of various hypothetical biogeographical models for determining which landscape distributional pattern best matches data from the fossil record. The linear regression models used in the discrimination rely on geodesic distances between sampling sites (typically geologic formations) as the independent variable and three possible dependent variables: Dice/Sorensen similarity; Euclidean distance; and phylogenetic community dissimilarity. Both the similarity and distance measures are useful for full‐community analyses without evolutionary information, whereas the phylogenetic community dissimilarity requires phylogenetic data. Importantly, the discrimination method uses linear regression residual error to provide relative measures of support for each biogeographical model tested, not absolute answers orp‐values. When applied to a recently published dataset of Campanian pollen, we find evidence that supports two plant communities separated by a transitional zone of unknown size. A similar case study of ceratopsid dinosaurs using phylogenetic community dissimilarity provided no evidence of a biogeographical pattern, but this case study suffers from a lack of data to accurately discriminate and/or too much temporal mixing. Future research aiming to reconstruct the distribution of organisms across a landscape has a statistical‐based method for determining what biogeographic distributional model best matches the available data.
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