Variation in genome size in a particular taxonomic group can reflect different evolutionary processes including polyploidy, hybridization and natural selection but also neutral evolution. Using flow cytometry, karyology, ITS sequencing and field surveys, the causes of variation in genome size in the ecologically and morphologically diverse high-Andean genus Lasiocephalus (Asteraceae, Senecioneae) were examined. There was a 1.64-fold variation in holoploid genome size (C-values) among 189 samples belonging to 20 taxa. The most distinct was a group of plants with large genomes corresponding to DNA triploids. Disregarding the DNA triploids, the remaining samples exhibited a pronounced (up to 1.32-fold) and rather continuous variation. Plants with the smallest genomes most likely represent intergeneric hybrids with the closely related and sympatric Culcitium nivale, which has a smaller genome than Lasiocephalus. The variation in genome size in samples of diploid Lasiocephalus was strongly correlated with several environmental and life history traits (altitude, habitat and growth form). However, all these factors, as well as genome size itself, were correlated with phylogeny (main split into the so-called ‘forest’ and ‘páramo’ clades), which most probably represents the true cause of the differentiation in intrageneric genome size. In contrast, relationships between genome size and phylogeny were not apparent at lower divergence levels. Instead, here we suggest that ecological conditions have played a role in driving shifts in genome size between closely related species inhabiting different environments. Collectively, this study demonstrates that various evolutionary forces and processes have shaped the variation in genome size and indicates that there is a need for multi-approach analyses when searching for the causes and consequences of changes in genome size.
Zástupci tropického andského rodu Lasiocephalus (hvězdnicovité) tvoří dvě růstové formy – liány osidlující horský les a polokeře osidlující nadlesní biotopy (páramo). Cytometrické a molekulární analýzy naznačují konvergentní vývoj růstových forem během opakované kolonizace párama. and In the tropical Andean genus Lasiocephalus (Asteraceae), two growth forms can be recognized – montane forest climbers and subshrubs of habitats above the timber lime (páramo). Flow cytometry and molecular markers suggest the convergent evolution of these growth forms during the repeated colonization of páramo habitats.
Vyšší rostliny obývající jihoamerická páramos oplývají velkým bohatstvím růstových forem. Polštáře, přisedlé růžice, plazivé keříky, drobnolisté keře i bizarní obří stonkové růžice mohou představovat přizpůsobení na extrémní podmínky páramos (především noční mrazíky a sezónní sucho). Probíhající fylogenetické výzkumy radiujících páramových skupin poukazují na vysokou rychlost jejich evoluce a dokládají opakovaný vznik obdobných růstových forem v rámci téže skupiny. and Vascular plants of Andean páramo are characterized by a striking diversity of growth forms. Cushions, rosettes, prostrate dwarf shrubs, microphyllous shrubs and giant columnar rosettes could be an adaptive response to the extreme páramo environment (night frosts and drought). Recent phylogenetic studies conducted on several groups radiating in páramo documented their rapid diversification and the recurrent origins of similar growth forms within a single group.
Květena páramos Střední a Jižní Ameriky je nejbohatší tropickou alpínskou flórou světa. Výsledky molekulárních fylogenetických studií potvrzují, že se tato květena vytvořila ze dvou hlavních zdrojů: i) (neo)tropických rostlin osídlujících především horský mlžný les, které se postupně adaptovaly na vysokohorské prostředí, a ii) temperátních rostlin, které osídlily rovníkové Andy migrací z vyšších zeměpisných šířek obou polokoulí. Obě skupiny, tj. tropické a temperátní rody se podílely přibližně stejnou měrou na vzniku současné druhové diverzity. Mezi temperátními skupinami však pochází výrazně větší počet páramových druhů z rodů původem ze severní polokoule než z polokoule jižní. and Páramo flora of South and Central America is the richest tropical alpine flora in the world. Molecular phylogenies confirm that it evolved from two major sources: i) (neo)tropical elements of mostly montane forests by gradual adaptation of plants to a high-altitude environment and ii) temperate elements that immigrated to the equatorial Andes from higher latitudes of both hemispheres. Tropical and temperate genera contributed to a similar extent to the modern species richness of the páramo flora. Among the temperate genera, however, the northern hemisphere immigrants gave rise to more páramo species than did genera from the southern hemisphere.