Integrating geospatial methods into evolutionary biology and conservation: case studies on selected Western Palearctic herpetofauna

Abstract

Many evolutionary processes are influenced by spatio-temporal environmental variation, including speciation, genetic divergence among populations, and evolutionary change in physiology, morphology and behaviour. However, despite the extensive environmental data available from Geographic Information Systems (GIS) most evolutionary biologists and conservationists have not taken advantage of this data until recently. The general objective of this thesis was to integrate and expand the use of geospatial methods in evolutionary biology (biogeography, phylogeography and systematics) and conservation research. This general objective was accomplished through three specific objectives spread over six chapters, which compromised both methodological developments and their application in a series of case studies on Western Palearctic herpetofauna. This thesis explored and successfully used a number of promising new geospatial methods in combination with more traditional molecular analyses. Such integrative approaches will ultimately allow us to better consider and examine the range of potential histories underlying both inter and intraspecific divergence patterns.

Molts processos evolutius estan influïts per variació ambiental-, incloent l’especiació, espai-temporal, divergència genètica entre poblacions, així com el canvi evolutiu en fisiologia, morfologia i comportament. No obstant això, malgrat l'àmplia quantitat de dades ambientals disponibles en els Sistemes d'Informació Geogràfica (SIG), la majoria dels biòlegs i conservacionistes no han aprofitat aquestes dades fins fa poc. L'objectiu general d'aquesta tesi és integrar i ampliar l'ús de mètodes geoespacials en biologia evolutiva (biogeografia, filogeografia i sistemàtica) i recerca de conservació. Aquest objectiu general es va aconseguir a través de tres objectius específics dividits en 6 capítols, els quals inclouen tant un desenvolupament metodològic i la seva aplicació en una sèrie de casos d'estudi espaciotemporals de herpetofauna paleárctica occidental. Aquesta tesi explora i utilitza de manera reeixida nous mètodes geoespacials en combinació amb anàlisis moleculars tradicionals. Aquests enfocament combinats ens permeten avaluar i examinar de millor manera les diverses possibles històries que hi ha al darrere patrons divergents inter i intraespecífics.

Muchos procesos evolutivos están influidos por variación ambiental espaciotemporal, incluyendo la especiación, divergencia genética entre poblaciones, así como el cambio evolutivo en fisiología, morfología y comportamiento. Sin embargo, a pesar de la amplia cantidad de datos ambientales disponibles en los Sistemas de Información Geográfica (SIG), la mayoría de los biólogos y conservacionistas no han aprovechado estos datos sino hasta hace poco. El objetivo general de esta tesis es integrar y ampliar el uso de métodos geoespaciales en biología evolutiva (biogeografía, filogeografía y sistemática) e investigación de conservación. Este objetivo general se logró a través de tres objetivos específicos divididos en 6 capítulos, los cuales incluyen tanto un desarrollo metodológico y su aplicación en una serie de casos de estudio espaciotemporales de herpetofauna paleárctica occidental. Esta tesis explora y utiliza de manera éxitosa nuevos métodos geoespaciales en combinación con análisis moleculares tradicionales. Estos enfoque combinados nos permiten evaluar y examinar de mejor manera las diversas posibles historias que subyacen en patrones divergentes inter e intraespecíficos.