p Se você estivesse no norte do Canadá há 45 milhões de anos, você pode ter encontrado o ancestral distante de todos os carvalhos das Américas. Essa única espécie deu origem a mais 220 e duas linhagens distintas - carvalhos vermelhos e carvalhos brancos - que se moveram para o sul através da zona boreal para povoar grandes áreas do continente até o México. Essas duas descobertas - diversificação evolutiva simultânea nos carvalhos vermelhos e brancos, cada um seguindo as mesmas rotas geográficas; e duas origens relativamente recentes dos carvalhos mexicanos - são uma conclusão surpreendente para um mistério científico que não foi resolvido até agora. Pesquisa publicada esta semana no jornal Novo Fitologista conta esta história da história evolutiva dos carvalhos americanos pela primeira vez. p Usando uma combinação de sequenciamento de DNA de última geração e métodos ecológicos estatísticos, os pesquisadores inferiram a história evolutiva mais detalhada e abrangente até agora para o gênero de carvalho Quercus. Seu trabalho demonstra que os dois principais grupos de carvalhos na América do Norte - os carvalhos vermelhos e os carvalhos brancos - irradiavam de forma independente e simultânea nos últimos 45 milhões de anos de um ancestral comum. Os carvalhos vermelhos e os carvalhos brancos ocuparam simultaneamente o espaço ecológico na Califórnia, ao mesmo tempo que ocuparam os habitats disponíveis no leste da América do Norte. Então, entre 10 e 20 milhões de anos atrás, ambos os grupos se mudaram para as montanhas do México, onde os dois grupos começaram a diversificar a uma taxa crescente, movendo-se rapidamente para preencher o espaço ecológico (nicho) e produzindo espécies mais rapidamente do que no norte.

p "Apesar do fato de que o gênero Quercus domina os ecossistemas florestais da América do Norte e do México em número e biomassa, sabíamos muito pouco antes deste estudo sobre as relações entre as espécies, e até mesmo sobre a distinção genética de muitos dos carvalhos que amostramos para o jornal, "disse o autor principal Andrew Hipp de The Morton Arboretum." Nossa descoberta de que os carvalhos vermelhos e os carvalhos brancos se diversificaram simultaneamente e em paralelo nas Américas explica muito da diversidade dos carvalhos americanos:não há apenas uma linhagem importante de carvalho nas Américas, mas dois, e alguns menores. Quando você os soma, você descobre que tem muita diversidade de carvalho. "

p Os resultados explicam uma questão de longa data que a colaboradora Jeannine Cavender-Bares da Faculdade de Ciências Biológicas da Universidade de Minnesota vem estudando:por que espécies de carvalho distantemente relacionadas ocorrem juntas com mais frequência do que o esperado? Cavender-Bares passou um ano sabático no México em 2011, financiado por uma bolsa Fulbright na Universidad Nacional Autónoma de Mexico com Antonio Gonzalez-Rodriguez, um especialista em carvalho e colaborador do estudo. Eles coletaram e estudaram os carvalhos mexicanos para o projeto. "Incluir os carvalhos mexicanos na análise foi fundamental, "diz Cavender-Bares, "porque revelaram taxas de diversificação nitidamente aumentadas como consequência do aumento dinâmico das cadeias de montanhas naquela região com atividade vulcânica há cerca de 10-20 milhões de anos."

p Para chegar às suas conclusões, os principais pesquisadores passaram anos coletando espécimes e extraindo DNA de mais de 300 amostras de carvalho dos EUA, México, e América Central. Os cientistas leram um grande número de regiões do genoma de cada amostra usando métodos de sequenciamento de DNA de próxima geração, em seguida, reconstruiu cerca de 40, 000 regiões do genoma usando métodos computacionais. Eles então analisaram essas regiões do genoma estatisticamente, para estimar o carvalho da vida. Esta estimativa da história evolutiva do carvalho serviu como base para inferir a distribuição de cada espécie no espaço biogeográfico e ecológico, e reconstruir a história evolutiva da diversificação ecológica e de espécies no gênero.

p "A incursão de linhagens temperadas como os carvalhos na América Latina marca um catalisador biogeográfico interessante no desenvolvimento das comunidades de plantas montanas do México, "disse o colaborador do estudo Paul Manos, da Duke University." Registros de fósseis de pólen dispersos em sedimentos de lagos forneceram algumas evidências de quando os carvalhos chegaram, mas agora temos uma estimativa independente com base em uma filogenia calibrada, e hipóteses razoáveis ​​sobre as causas ecológicas dessas duas radiações paralelas de carvalhos vermelhos e brancos. "