Proyecto "GONDWANDIV"
Dinámicas evolutivas contrastadas en los trópicos: esplendido aislamiento frente a magnífica desolación en las floras neotropical y afrotropical (GONDWANDIV)
Datos generales
Proyecto financiado a través de la convocatoria “Proyectos de Generación del Conocimiento”, 2023, en el marco del Programa Estatal para Impulsar la Investigación Científico-Técnica y su Transferencia, del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023.
- IPs: Andrea Sánchez Meseguer (Real Jardín Botánico – CSIC), Isabel Sanmartín Bastida (Real Jardín Botánico – CSIC)
- Equipo del proyecto: Irene Lafuente, Pablo Gutiérrez de la Peña, Ángela Aguado, Ricarda Riina, Paloma Ruiz de Diego, Fredrik Ronquist, Manolo Pérez, Patricia Barberá.
- Duración: 01/09/2025 - 31/08/2027
- Importe de la ayuda: 185.000 €
- Proyecto liderado por el Real Jardín Botánico-CSIC, en el que colabora la ETSI de la Universidad Politécnica Madrid, la Universidad de Estocolmo, la Universidad de Montpellier y el Missouri Botanical Garden.
Introducción
Las regiones tropicales, incluido el Neotrópico, el Afrotrópico y Asia oriental, destacan como centros de biodiversidad mundial, donde se distribuyen la mitad de las especies de plantas existentes en el planeta. Sin embargo, la riqueza de especies no está distribuida uniformemente entre estas regiones. El contraste es especialmente notable entre las dos mayores masas continentales, África (56.451 especies de plantas vasculares) y Sudamérica (118.308 especies), ya que compartieron una larga historia geológica común como parte del paleocontinente Gondwana occidental.
La hipótesis del ''espléndido aislamiento'' sugiere que casi 80 millones de años de aislamiento geográfico, unido a la estabilidad del bioma, explica la extraordinaria riqueza de especies del neotrópico. Por el contrario, la hipótesis de la ''magnífica desolación'', la depauperación biótica a escala continental, sostiene que la baja diversidad de especies en África es el resultado de eventos de extinción a gran escala asociados a altos niveles de inestabilidad geológica y climática en la región.
Las evidencias actuales que apoyan estas hipótesis no son concluyentes, y a menudo se basan en unos pocos linajes modelo o revisiones bibliográficas.
Objetivo principal del proyecto
El objetivo general de GONWANDIV es inferir las fuerzas macroevolutivas que rigen el origen y mantenimiento de la biodiversidad en el cinturón tropical y explicar el contraste en el número de especies entre África y Sudamérica, lo que permitirá desarrollar una síntesis global sobre la evolución de la antigua flora vascular de Gondwana occidental.
Paquetes de trabajo
GONWANDIV abordará esta cuestión mediante:
- La generación de nuevos datos filogenómicos, junto con evaluaciones taxonómicas de clados poco conocidos, para dos familias de angiospermas ricas en especies, Hypericaceae y Euphorbiaceae, distribuidas en diversos biomas de estas regiones.
- El análisis de la mayor base de datos de filogenias calibradas en el tiempo generada hasta la fecha en un análisis comparativo multitaxonómico y multiclado.
- El desarrollo de nuevas herramientas analíticas en el área del aprendizaje automático aplicado a la biología se utilizarán para estimar patrones generales en las tasas de especiación, extinción y dispersión en cada continente, al tiempo que se abordan los retos asociados con la intratabilidad computacional y la no identificabilidad de parámetros en análisis de diversificación. Mediante la generación de nuevos datos sistemáticos, filogenómicos y de distribución, también pretendemos identificar linajes evolutivamente singulares y cuya conservación es prioritaria, proporcionando así una base científica para la toma de decisiones en gestión de la biodiversidad a los actores implicados y responsables políticos.
Principales resultados esperados
Las causas históricas de la diversidad desigual en los trópicos siguen siendo una cuestión sin resolver, alimentada por las lagunas de conocimiento en la taxonomía alfa, las reconstrucciones filogenéticas y los rangos de distribución de las especies. Nuestro proyecto contribuirá a resolver estas cuestiones:
- Aumentando el conocimiento sistemático y de distribución de dos familias de plantas muy diversas en el Afrotrópico y el Neotrópico, Hypericaceae y Euphorbiaceae: ayudará a clarificar las relaciones filogenéticas dentro de la tribu Vismeae, aún en debate, y establecerá el estatus sistemático de varios géneros monotípicos en Euphorbiaceae africanas.
- Sintetizando la información filogenética a través de un análisis comparativo a gran escala de las radiaciones de clados en el Neotrópico y el Afrotrópico. Esto servirá de base para evaluar el papel desempeñado por los procesos macroevolutivos: especiación, extinción y dispersión, en los patrones regionales de ensamblaje de biomas y, de manera más general, contribuirá a comprender las causas que subyacen a la desigual distribución de la diversidad biológica en el cinturón tropical.
- Nuestro proyecto producirá conocimientos significativos para el inventario y la conservación de la diversidad biológica. África y Sudamérica albergan el mayor número de puntos calientes de biodiversidad y acumulan el mayor número de especies desaparecidas o no descritas del mundo. Además, estos dos continentes han sido identificados como los más vulnerables al cambio climático y con mayor riesgo de extinción. En este proyecto, nos centraremos en linajes que se han diversificado en puntos calientes de biodiversidad bien reconocidos en África y Sudamérica, muchos de los cuales presentan un alto grado de singularidad y están incluidos en listas rojas.
- Al término de este proyecto, esperamos proporcionar a la comunidad científica herramientas analíticas novedosas en el campo del aprendizaje automático. En comparación con los modelos probabilísticos clásicos, estas herramientas ofrecen varias ventajas, como una mayor eficiencia en el manejo de grandes conjuntos de datos, la posibilidad de abordar escenarios evolutivos complejos para los que no existe un modelo matemático, y niveles similares de precisión en la estimación de parámetros junto con una disminución del tiempo computacional. Esto último permitirá escalar preguntas que antes sólo podían responderse con un número limitado de especies, ahora a miles de especies, abriendo nuevas oportunidades para entender la biodiversidad a una escala más amplia.
Proyecto PID2023-153023NB-I00 financiado por MICIU/AEI /10.13039/501100011033 y por FEDER, UE.
