Evolutionary history and diversification dynamics of the viperid snakes

Abstract

Se svým celosvětovým rozšířením a diverzitou téměř 400 druhů jsou zmijovití považováni za jednu z evolučně nejúspěšnějších hadích čeledí. Oprávněně tak vzbuzují zájem jak v akademických kruzích, tak i mezi laickou veřejností, nejen kvůli svému medicinálnímu významu. Populární jsou i mezi teraristy a dalšími nadšenci do plazů. Evoluční úspěch této čeledi je připisován mnohým tzv. klíčovým inovacím; znakům, které v průběhu evoluce významně přispěly k zvýšenému tempu diverzifikace. Mezi ně patří charakteristická solenoglyfní dentice, živorodost či tepločivné jamky přítomné u zástupců podčeledi Crotalinae. Abychom však přesně zhodnotili dopad těchto evolučních novinek na diverzifikační dynamiku zmijí, je nezbytné mít dobře provzorkovanou a robustní fylogenezi. V této práci jsme zkombinovali genomická data získaná ze sekvencí UCE (ultra-conserved elements) a sekvencí Sanger- sekvenovaných lokusů, abychom vytvořili fylogenetický strom zahrnující co největší diverzitu čeledi. Výsledná topologie zahrnuje 95 % aktuálně uznávaných druhů, přičemž pro několik z nich byla genetická data vygenerována vůbec poprvé. Následně jsme strom použili ke kalkulacím speciačních rychlostí v rámci čeledi a k prozkoumání jejich korelace s výskytem klíčových inovací a makroekologickými proměnnými, jako jsou velikosti areálu...

With a worldwide distribution and diversification into almost 400 species, Viperidae is considered one of the evolutionarily most successful families of snakes. The group is of broad scientific and public interest for its medical importance and is popular amongst reptile enthusiasts. The evolutionary success of the family is attributed to various key innovations; traits that have emerged throughout its evolutionary history that significantly contributed to increased rates of diversification. These include the distinctive solenoglyphous dentition, viviparity and heat-sensing pits found in the Crotalinae subfamily. In order to accurately assess the impact of these evolutionary novelties, it is essential to have a well-sampled and robust phylogeny. In this study, I have combined genomic data obtained from UCE (ultra-conserved elements) sequences with Sanger-sequenced loci to construct a topology that incorporates as many species as possible. The resulting tree encompasses 95 % of the currently recognized species, with genetic data having been generated for several species for the first time. Subsequently, I then use the phylogeny to estimate diversification rates within the family and to examine its correlation with the emergence of key innovations and macroecological variables such as distribution...