Volume 1, Number 6 (September 2011) | People

Tracing the ancestry of flowering plants

by Pam Soltis

Historia en Español

Gary Liljeren Pam and her husband Doug Soltis © Photo by Jeff Gage

I am a plant evolutionary biologist, with interests at the interface of systematics and population genetics. My work therefore focuses on both evolutionary patterns inferred from phylogenetic analysis and evolutionary processes, particularly at the genetic and genomic levels. During the past 10-15 years, much of my effort has concentrated on reconstructing the major patterns of angiosperm phylogeny: what are the major clades, and how are they related? This work has resulted in a new classification of flowering plants and sets the stage for new inferences of morphological, genomic and ecological evolution. These phylogenetic studies extend back millions of years into plant evolutionary history. I am also interested in the origin of biodiversity, in other words, speciation. In plants, one of the most common speciation processes involves polyploidy, or genome duplication. I am studying two polyploid plant species that have originated within the last 80 years-their recent origin makes them great models for investigating the immediate consequences of genome duplication, such as how newly polyploid cells work out which set of genes to use when there is an entire extra genome.

In the past few years, it has become clear that genome duplication events can be traced to major points in angiosperm phylogeny-and that, in fact, the duplications may have triggered species diversification. Conveniently, the two areas of research that our lab focuses on seem to be converging, providing new opportunities for synthetic study. I will present this emerging view of angiosperm phylogeny and genome evolution when I visit Panama this month.

To date, phylogeny reconstructions of angiosperms have not adequately integrated fossils, but a thorough understanding of angiosperm origins and evolution clearly requires a paleobotanical perspective. Through collaborations with paleobotanists, molecular-based systematics can gain a much-needed temporal framework. On a personal level, I began collecting fossils in the strip mines of south-central Iowa, and I am excited about integrating my love for fossils with the research tools of phylogenetics and genome evolution.

Rastreando el ancestro de las plantas con flores

por Palm Soltis

Soy bióloga evolutiva de plantas, interesada en la interfaz de la sistemática y la genética de poblaciones. Por lo tanto, mi trabajo se concentra en los patrones evolutivos derivados de los análisis filogenéticos y procesos evolutivos, particularmente a niveles genéticos y genómicos. Durante los últimos 10 a 15 años, la mayor parte de mi trabajo se ha concentrado en reconstruir los patrones principales de la filogenia de las angiospermas: cuáles son los principales clados y cómo están relacionados? Este trabajo ha resultado en una nueva clasificación de las plantas con flores y sienta las bases para llegar a nuevas conclusiones sobre su evolución morfológica, genómica y ecológica. Estos estudios filogenéticos se remontan a millones de años en la historia evolutiva de las plantas.

También me interesa el origen de la biodiversidad, en otras palabras, la especiación. En plantas, uno de los procesos de especiación más comunes involucra la poliploidía, o duplicación del genoma. Estoy estudiando dos especies de plantas poliploides que se han originado en los últimos 80 años. Su origen reciente las hace excelentes modelos para investigar las consecuencias inmediatas de la duplicación del genoma, por ejemplo cómo las células poliploides nuevas deciden cuál set de genes usar cuando hay un genoma completo adicional.

Ha quedado claro en los últimos años que los eventos de duplicación del genoma pueden ser rastreados a puntos importantes en la filogenia de las angiospermas y de hecho, las duplicaciones pueden llevar a la diversificación de especies. Favorablemente, las dos áreas de investigación en las que nuestro laboratorio se enfoca, parecen estar convergiendo, otorgando nuevas oportunidades para estudios sintéticos. En mi visita a Panamá durante este mes, presentaré este punto de vista emergente de la filogenia de las angiospermas y la evolución del genoma. A la fecha, las reconstrucciones de la filogenia de las angiospermas no han incluido fósiles, sin embargo, un profundo conocimiento de los orígenes y evolución de las angiospermas requiere una perspectiva paleobotánica. A través de colaboraciones con paleobotánicos, la sistemática molecular puede beneficiarse de un marco temporal muy pertinente. A nivel personal, empecé a colectar fósiles en las minas del sur centro de Iowa. Estoy emocionada de combinar mi amor por los fósiles con las herramientas de investigación filogenéticas y de evolución del genoma.

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