Investigaciones

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Existen tres hilos conductores que recorren y unen mis investigaciones: los invertebrados, las islas y el DNA. Mi primer proyecto de investigación versaba sobre el análisis de parentesco entre ciervos, evaluando las relaciones filogenéticas entre ellos. Este proyecto fue el primero y último con grandes mamíferos, los posteriores, la mayor parte relacionados con invertebrados, conforman el primero de mis tres hilos de investigación. El cambio de mamíferos a invertebrados lo vi como inevitable, dado el vasto número de especies de invertebrados comparado con el de mamíferos. Sin embargo, aparte de organismos invertebrados, mis estudios han estado aderezados por plantas (incluidas Arabidopsis, Pinus, Quercus, Carpinus, Juniperus y Eryngium), reptiles (especies del género de iguana Glenosaura y el género de lagarto Lacerta), mamíferos más pequeños (el género de erizo Erinaceus), peces (Hypoclectrus y Salmo) y aves (Saxicola y Anthus). Aunque ésta puede parecer una mezcla ecléctica de organismos, si uno los considera como vehículos de DNA aparecen muchos puntos en común que permiten dirigir su investigación. Con esto quiero decir, que aunque mis preferencias como organismos de estudio útiles e interesantes son los invertebrados, he estado y continúo estando interesado por otros grupos, especialmente cuando presentan posibles e interesantes oportunidades de investigación.

Además de los invertebrados, el tema de las islas ha sido y continúa siendo un tema central a lo largo de mi carrera, siendo el segundo de los tres hilos. (Una línea influida por el destino, la casualidad y elección propia.) Al haber vivido siempre en una isla, la mitad de los artículos que he publicado están relacionados con sistemas insulares de una manera u otra. Dichos sistemas ofrecen muchas ventajas a la hora de estudiar evolución y ecología. Las islas pueden simplificar la complejidad de sistemas continentales más vastos, a veces presentando un montón de variabilidad evolutiva, ecológica y medioambiental en un dominio geográfico relativamente pequeño.

El tercer hilo es el DNA. La mayoría de mis investigaciones incluye su uso, principalmente su secuenciación. De manera ocasional el DNA propiamente dicho ha sido el objeto de estudio (p.ej. el análisis conjunto de DNA primitivo y moderno para la estimación de parámetros, genética poblacional y análisis filogeográfico). Sin embargo, mi verdadero interés está en la aplicación de la secuenciación de DNA para recuperar información ecológica y evolutiva, incluida pero no limitada a la historia biogeográfica, filogeografía, especiación, interacciones ecológicas, ecología trófica y estructura y ensamblaje de comunidades.

Estoy siempre dispuesto a discutir potenciales proyectos y posibilidades para trabajar con doctorandos y postdoctorados y a apoyar las solicitudes de candidatos motivados y entusiastas.

The relationships between insect herbivores and the plant species they feed upon sometimes extend to parasitism where larval stages of the insect herbivore develop within the tissue of one or more plant species.  We have taken advantage of the diversity of host species used and modes of parasitism within the weevil tribe Mecinini to investigate the evolution of these relationships. See publications page: Caldara et al. (2008), Hernández-Vera et al. (2010), Tosevski et al. (2011) and Hernández-Vera et al. (2013). Photo copyright: Ivo Tosevski.

Species inhabiting the Iberian Peninsula have become a focus for phylogeographic analysis to characterise the consequences of past climate change events in the context of species ranges.  Species within the region frequently exhibit geographically structured genetic variation consistent with a history involving distributions quite different from those we see today, where populations were restricted to glacial refugia. We have undertaken fine-scale sampling and DNA sequencing of the lizard Lacerta lepida to characterise refugial locations and the dynamics of postglacial range expansion. See publications page: Miraldo et al. (2011) and Miraldo et al. (2012). Photo copyright: Nuno Valente.

The neotropics are a species rich area, with the interaction of climate and geography contributing to the evolution of this diversity.  The same processes that promote the generation of species richness can also be expected to have consequences for diversification within species.  We have undertaken detailed phylogeographic and population genetic analyses of species within the iguana genus Ctenosaura to characterise the consequences of Pliocene and Pleistocene climate events within the lowlands of the neotropics. See publications page: Zarza et al. (2008) and Zarza et al. (2011). Photo copyright: Eugenia Zarza-Franco.

Soil has been referred to as the poor man’s tropical rain forest because of the vast species richness contained within in it. However, the true extent of this diversity and its spatial structuring is poorly understood.  There is growing evidence that soil animals such as springtails, mites and nematodes contain substantial cryptic diversity that complicates this issue.  We have undertaken assessments of cryptic diversity within springtails (Collembola) using molecular methods, and are developing protocols for high throughput parallel sequencing of mitochondrial DNA to characterise soil animal biodiversity. See publications page: Cicconardi et al. (2010), Emerson et al. (2011) and Ramirez-Gonzalez et al. (2013).

The maintenance of discrete morphological types in the presence of ongoing gene flow between those types is an exciting area of evolutionary investigation. We have used the Caribbean reef fish genus Hypoplectrus to investigate this phenomenon within a group of 10-14 morphotypes, many of which are recognised as species. These morphotypes typically exhibit assortative mating, but curiously there is little genetic differentiation among morphotypes.  We have tested for ecological differences among, and selection between morphotypes.  See publications page: Holt et al. (2008), Holt et al. (2010) and Holt et al. (2011). Photo copyright: Alex Mustard.

Oceanic islands are useful templates for the study of evolution and ecology as they are often reasonably well understood with regard to their age and geology, contain a diversity of habitats, contain endemic species that indicate evolution has contributed to the development of their biota, and are often simplified ecological systems relative to continental ecosystems.  We seek to exploit these properties to understand the evolution of island biotas, or to address more general evolutionary and ecological phenomena.  See publications page: Emerson and Oromí (2005), Emerson and Kolm (2005), Emerson (2008). Photo copyright: Tony Dolphin.