Biogeografia i evolució de campanulàcies i geraniàcies en biomes àrids i mediterranis d'Àfrica

Abstract

Àfrica comprèn dues de les regions més riques en espècies vegetals del nostre planeta: la Regió Florística del Cap i la riba sud de la conca mediterrània. Aquest projecte de tesi doctoral pretén aportar nous coneixements sobre l’evolució de la biodiversitat d’Àfrica, la qual roman poc estudiada malgrat l’elevada riquesa d’espècies que presenta. Així mateix, el treball contribueix al millor coneixement dels processos evolutius de la flora de la riba sud de la mar Mediterrània, la qual ha estat molt menys investigada que la riba nord. En aquesta tesi hem estudiat els processos de diversificació que han tingut lloc al continent africà, així com els patrons de dispersió entre diferents regions d’Àfrica i àrees adjacents, amb especial èmfasi en els ambients àrids i mediterranis. Per abordar aquests objectius ens hem centrat en dues famílies de plantes vasculars, les campanulàcies i les geraniàcies. Aquestes famílies són presents a tots els continents excepte a l’Antàrtica, però els seus centres de distribució es troben principalment en les regions de clima mediterrani. Per tal d’obtenir una visió més completa dels processos de diversificació, colonització i adaptació d’aquestes espècies a Àfrica, hem investigat les dues famílies a escales macroevolutives i microevolutives. El nostre primer treball estudia la diversificació i la història biogeogràfica de les geraniàcies i investiga com l’evolució del tipus de fruit hauria facilitat l’expansió de Geraniaceae i la colonització de diferents ambients i regions biogeogràfiques. En el segon cas d’estudi, ens hem centrat en el gènere Monsonia, pertanyent a les geraniàcies, el qual és un grup quasi exclusivament africà adaptat a ambients mediterranis i àrids. En aquest treball, hem investigat com l’evolució del nínxol ecològic i de la morfologia podrien haver influït en la diversificació del gènere i en la seva història biogeogràfica. El tercer treball reconstrueix els orígens evolutius i la història biogeogràfica del grup Azorina, un llinatge de Campanula distribuït principalment a Àfrica i Macaronèsia. Aquest estudi ha tingut com a objectiu principal identificar els corredors biogeogràfics de dispersió a Àfrica a escala macroevolutiva, així com esbrinar quines zones haurien constituït refugis durant els períodes climàticament adversos. Finalment, el quart treball es centra també en el grup Azorina; en aquest cas hem realitzat un estudi a escala microevolutiva centrant-nos en el llinatge format per Campanula kremeri (distribuïda al nord d’Àfrica i al sud de la península Ibèrica) i Campanula occidentalis (endèmica de les illes Canàries) amb el propòsit d’investigar les connexions biogeogràfiques entre les flores d’aquestes regions en èpoques recents.

Africa harbours two of the richest regions in plant species of our planet: the Cape Floristic Region and the southern shore of the Mediterranean Sea. This PhD project aims to shed new light on the African biodiversity evolution, which remains poorly studied to date despite its high species richness. Moreover, this thesis contributes to a better understanding of the evolutionary processes that took place within the flora of the southern shore of the Mediterranean Sea, which has been much less investigated than the northern one. Specifically, we studied the diversification processes occurring within Africa, as well as the dispersal patterns between this continent and adjacent zones, with special emphasis on arid and Mediterranean biomes. In order to accomplish these objectives, we focused on two families of vascular plants, Campanulaceae and Geraniaceae. These families inhabit all the continents except Antarctica, but their distribution centres are located in the Mediterranean climatic regions. We investigated both families from a macroevolutionary and a microevolutionary point of view to gain understanding on the processes of diversification, colonisation and adaptation they experienced in Africa. Our first case study aimed to unravel the diversification and biogeographic history of the family Geraniaceae, and investigated how fruit evolution could have promoted the expansion of Geraniaceae to different environments and biogeographic regions. In the second case study, we focused on the genus Monsonia (Geraniaceae), which is an almost exclusively African lineage adapted to arid and Mediterranean environments. In this work, we investigated the evolution of the ecological niche and morphological traits that could have influenced the diversification of the genus and its biogeographic history. The third case study aimed to disentangle the evolutionary origins and the biogeographic history of the Azorina-group, a lineage of Campanula (Campanulaceae) mainly distributed in North Africa and Macaronesia. The main aim of this study was to identify the dispersal corridors within Africa at a macroevolutionary scale, and to unravel which areas constituted refugia during unfavourable climatic periods. Finally, we conducted a fourth work focusing also in the Azorina-group; in this case we conducted a microevolutionary study that zoomed in the lineage that comprises the species Campanula kremeri (distributed in north Africa and the south of the Iberian Peninsula) and Campanula occidentalis (endemic to the Canary islands) with the aim to investigate the biogeographic connections between the floras of these regions in recent times.