En ny modell utvecklad av forskare vid University of California, Berkeley, kan förutsäga hur geografiska egenskaper som berg, floder och öknar påverkar arternas evolutionära resultat. Modellen, publicerad i tidskriften Nature Ecology &Evolution, kan hjälpa forskare att bättre förstå hur den biologiska mångfalden är fördelad över hela världen och hur den sannolikt kommer att påverkas av klimatförändringar.

"Vår modell ger ett sätt att förutsäga hur den geografiska strukturen i ett landskap kommer att påverka de evolutionära förhållandena mellan arter", säger studiens huvudförfattare Dr. Jonathan A. Moore, en postdoktor vid Institutionen för miljövetenskap, policy och förvaltning vid UC Berkeley. "Detta kan ha viktiga konsekvenser för att förstå ursprunget till biologisk mångfald och hur den sannolikt kommer att påverkas av mänskliga aktiviteter."

Modellen fungerar genom att simulera evolutionsprocessen i ett landskap. Landskapet representeras som ett rutnät av celler, som var och en kan upptas av en enda art. Modellen simulerar sedan arternas rörelse över landskapet, såväl som processen för naturligt urval. Med tiden producerar modellen en karta över arternas utbredning över landskapet, samt ett fylogenetiskt träd som visar de evolutionära förhållandena mellan arterna.

Forskarna testade modellen genom att simulera evolution i en mängd olika landskap. De fann att modellen kunde exakt förutsäga fördelningen av arter och de evolutionära förhållandena mellan dem. Modellen visade också att geografiska särdrag kan ha en betydande inverkan på arternas evolutionära resultat. Till exempel kan berg fungera som barriärer för genflöde, vilket leder till divergens mellan populationer och bildandet av nya arter. Floder kan också fungera som barriärer, men de kan också utgöra korridorer för spridning, vilket gör att arter kan röra sig mellan olika områden i landskapet.

"Vår modell ger ett nytt sätt att förstå hur geografiska särdrag påverkar evolutionen", säger seniorförfattaren i studien Dr. Justin Y. Chen, biträdande professor vid institutionen för miljövetenskap, policy och ledning vid UC Berkeley. "Detta kan få viktiga konsekvenser för vår förståelse av biologisk mångfald och hur den sannolikt kommer att påverkas av klimatförändringar."

Klimatförändringar förväntas förändra arternas geografiska spridning, såväl som hindren för deras spridning. Detta kan ha en betydande inverkan på arternas evolutionära resultat, vilket leder till att vissa arter utrotas och att nya uppstår. Den nya modellen kan hjälpa forskare att förutsäga hur dessa förändringar sannolikt kommer att inträffa, och kan informera om bevarandeinsatser för att skydda den biologiska mångfalden.