Project

Back to overview

Modeling phenotypic and genomic changes across evolutionary scales

English title Modeling phenotypic and genomic changes across evolutionary scales
Applicant Salamin Nicolas
Number 163428
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Département de biologie computationnelle Faculté de biologie et de médecine Université de Lausanne
Institution of higher education University of Lausanne - LA
Main discipline Zoology
Start/End 01.11.2015 - 30.06.2019
Approved amount 525'000.00
Show all

All Disciplines (3)

Discipline
Zoology
Molecular Biology
Genetics

Keywords (6)

adaptive radiation; phylogenetics; macro-evolution; genomics; speciation; molecular evolution

Lay Summary (French)

Lead
Notre connaissance de l'évolution des espèces a énormément changé depuis les premières hypothèses émises par Darwin. La connaissance détaillée des mécanismes permettant la création de nouvelles espèces reste toutefois imparfaite. Ce projet se propose d'étudier les mécanismes génétiques qui ont permis l'apparition rapide des espèces de poissons clown. Il permettra de mieux comprendre comment ces espèces se sont adaptées à leur environnement en acquérant la capacité de vivre dans les anémones de mer. Cela donnera un nouvel éclairage aux facteurs importants permettant l'évolution de la biodiversité.
Lay summary
L'étude de l'évolution des espèces peut être envisagée soit en étudiant la variation existant entre populations soit en comparant les espèces entre elles. Ces deux approches ont apporté des éléments essentiels pour comprendre les processus de spéciation. L'unification de ces approches est considérée comme l'un des défis à relever en biologie évolutive afin de fournir un pont entre les processus évolutifs découlant de la variation au niveau intraspécifique (niveau micro-évolutif) avec la variation interspécifique (niveau macro-évolutif). Cette tâche est rendue difficile car ces deux niveaux d'organisation utilisent des méthodes et des concepts séparés.

Ce projet propose de combiner des développements théoriques avec l'acquisition de nouvelles données génomiques pour lier les processus micro et macro-évolutifs. Nous proposons tout d'abord une nouvelle approche qui utilise la modélisation Bayésienne pour étendre les modèles macro-évolutifs et permettre l'incorporation de la variance au sein d'un trait morphologique durant l'estimation des taux d'évolution. Nous allons associés ces développements théoriques avec l'acquisition de nouvelles données morphologiques, écologiques et génomiques sur les poissons clown pour évaluer les facteurs impliqués dans le déroulement de la radiation adaptative de ce groupe de poisson. Ceci va permettre de mieux décrire les processus impliqués en étudiant cette radiation dans une perspective phylogénétique ainsi qu'au niveau des populations. Cette étude de la radiation adaptative des poissons clown va permettre d'améliorer notre connaissance des mécanismes qui déterminent la diversité des espèces en combinant plusieurs types d'approches théoriques et empiriques. L'objectif est de mieux caractériser le lien entre les modèles macro-évolution et les mécanismes de micro-évolution afin de mieux comprendre un phénomène important pour expliquer la diversité de la vie et l'origine des espèces.
Direct link to Lay Summary Last update: 30.09.2015

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
Insights into the Genomics of Clownfish Adaptive Radiation: Genetic Basis of the Mutualism with Sea Anemones
Marcionetti Anna, Rossier Victor, Roux Natacha, Salis Pauline, Laudet Vincent, Salamin Nicolas (2019), Insights into the Genomics of Clownfish Adaptive Radiation: Genetic Basis of the Mutualism with Sea Anemones, in Genome Biology and Evolution, 11(3), 869-882.
Early Arrival and Climatically-Linked Geographic Expansion of New World Monkeys from Tiny African Ancestors
Silvestro Daniele, Tejedor Marcelo F, Serrano-Serrano Martha L, Loiseau Oriane, Rossier Victor, Rolland Jonathan, Zizka Alexander, Höhna Sebastian, Antonelli Alexandre, Salamin Nicolas (2019), Early Arrival and Climatically-Linked Geographic Expansion of New World Monkeys from Tiny African Ancestors, in Systematic Biology, 68(1), 78-92.
First draft genome of an iconic clownfish species ( Amphiprion frenatus )
Marcionetti Anna, Rossier Victor, Bertrand Joris A. M., Litsios Glenn, Salamin Nicolas (2018), First draft genome of an iconic clownfish species ( Amphiprion frenatus ), in Molecular Ecology Resources, 18(5), 1092-1101.

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
185223 Evolutionary modeling and the genomic basis of clownfish adaptive radiation 01.07.2019 Project funding (Div. I-III)
138282 Developing and using models of codon evolution in a phylogenetic framework 01.03.2012 Project funding (Div. I-III)
147630 Testing the limits and constraints of species radiations 01.06.2014 Sinergia

Abstract

Studying the evolution of species is usually envisaged from either a population perspective or using a phylogenetic context and both approaches have brought essential elements to understand the process of speciation. Despite these achievements, unifying these two fields is seen as one of the remaining challenges in evolutionary biology. In particular, providing a bridge between the evolutionary processes stemming from variation at the intraspecific level with interspecific variation is an extremely difficult task. These two organizational levels have thus been largely decoupled methodologically and conceptually.Here, we will combine theoretical developments with empirical genomic data to tackle this specific task and bridge micro- and macro-evolutionary processes. We first propose a novel approach that uses hierarchical Bayesian modeling to extend current macro-evolutionary models and allow the incorporation of trait variance in the estimates of evolutionary rates. The development of new methodologies is a key step to reach our goal. The availability of new empirical data sets to assess the effects of phenotypic variance on evolutionary processes at the micro- and macro-evolutionary scales is also essential. We will use a newly described adaptive radiation to study the evolution of this extraordinary species and phenotypic diversification both from a comparative perspective and from population level studies.We propose an integrative study of the clownfish adaptive radiation with the objective to ultimately enhance our knowledge of the processes determining species diversity by combining computationally innovative and challenging approaches with high-throughput genomic data. The goal is to better characterize the link between macro-evolutionary patterns and the micro-evolutionary mechanisms. This will advance our empirical and theoretical knowledge of a phenomenon that is thought to explain the diversity of life and the processes behind the origin of species.
-