Evolution, speciation, and genomics of the andean hummingbirds : Coeligena bonapartei and Coeligena helianthea

Abstract

El efecto de los mecanismos evolutivos en la divergencia de un sistema dado, y las bases genéticas de las diferencias fenotípicas son aún temas centrales en evolución. En la cordillera Oriental de los Andes colombianos, habitan las especies de colibríes Coeligena bonapartei y C. helianthea, que son muy diferentes en coloración, pero mostraron baja divergencia genética en una filogenia del género. Estas especies tienen 5 subespecies descritas entre alopátricas y simpátricas. En esta tesis estudié la evolución de C. bonapartei y C. helianthea para identificar los mecanismos evolutivos asociados a su divergencia y las bases genéticas de sus diferencias fenotípicas. Secuencié por primera vez los genomas de una muestra poblacional de colibríes, y utilicé herramientas de genómica comparativa, modelos de nicho, y comparaciones morfológicas, para aclarar las relaciones filogenéticas entre estos linajes, evaluar la hipótesis de que divergieron en presencia de flujo génico, e identificar genes candidatos asociados a sus diferencias fenotípicas

The evolutionary mechanisms driving lineage differentiation in a system and the genetic basis of phenotypic differentiation remain central issues in evolutionary biology. In the Colombian Andes, two hummingbird species, Coeligena bonapartei and C. helianthea, show striking phenotypic differences in coloration but low genetic differentiation in a phylogeny of the Coeligena genus. These species comprise five allopatric and sympatric subspecies. In this thesis I studied the evolution of the lineages in C. bonapartei and C. helianthea to identify the evolutionary mechanisms driving their divergence and the genetic basis of their phenotypic differences. I sequenced for the first time the genomes of a population sample of hummingbirds and I used tools from population genetics, comparative genomics, niche modeling, and comparative morphology to clarify the evolutionary relationships among lineages of Coeligena; to test the hypothesis that they diverged in the presence of gene flow; and to identify candidate genes related to their phenotypic differences