1. Tectonics, climate and the diversification of the tropical African terrestrial flora and fauna
- Author
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Couvreur, Thomas, Dauby, Gilles, Blach-Overgaard, Anne, Deblauwe, Vincent, Dessein, Steven, Droissart, Vincent, Hardy, Oliver, Harris, David, Janssens, Steven, Ley, Alexandra, Mackinder, Barbara, Sonké, Bonaventure, Sosef, Marc, Stévart, Tariq, Svenning, Jens-Christian, Wieringa, Jan, Faye, Adama, Missoup, Alain, Tolley, Krystal, Nicolas, Violaine, Ntie, Stéphan, Fluteau, Frédéric, Robin, Cécile, Guillocheau, Francois, Barboni, Doris, Sepulchre, Pierre, Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Aarhus University [Aarhus], University of California [Los Angeles] (UCLA), University of California (UC), Meise Botanic Garden [Belgium] (Plantentuin), Université libre de Bruxelles (ULB), Université de Yaoundé I, Missouri Botanical Garden, Royal Botanic Garden [Edinburgh], Martin-Luther-University Halle-Wittenberg, Naturalis Biodiversity Center [Leiden], LNRPV Laboratoire National de Recherches et de Productions Végétales, Institut Sénégalais de Recherches Agricoles [Dakar] (ISRA), LPF, University of Douala, South African National Biodiversity Institute, University of the Witwatersrand [Johannesburg] (WITS), Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité (ISYEB ), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), Université des Sciences et Techniques de Masuku (USTM), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP (UMR_7154)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation du climat (CLIM), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-15- CE02-0002-01, Agence Nationale de la Recherche, RAINBIO, Fondation pour la Recherche sur la Biodiversite, ANR-15-CE02-0002,AFRODYN,Forêts tropicales humides d'Afrique Centrale : dynamiques passées et résiliences futures(2015), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), University of California, Botanic Garden Meise, Royal Botanic Garden Edinburgh, Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École pratique des hautes études (EPHE), Université des Sciences et Techniques de Masuku [Franceville, Gabon] (USTM), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
- Subjects
[SDU.STU.TE]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Tectonics ,tropical Africa ,Cenozoic ,dated molecular phylogenies ,palaeoclimate models ,African geology ,speciation models ,Original Articles ,Biodiversity ,[SDV.BID]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity ,Plants ,[SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology ,Animals ,Original Article ,fossils ,Biologie ,Ecosystem ,Phylogeny ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS - Abstract
Tropical Africa is home to an astonishing biodiversity occurring in a variety of ecosystems. Past climatic change and geological events have impacted the evolution and diversification of this biodiversity. During the last two decades, around 90 dated molecular phylogenies of different clades across animals and plants have been published leading to an increased understanding of the diversification and speciation processes generating tropical African biodiversity. In parallel, extended geological and palaeoclimatic records together with detailed numerical simulations have refined our understanding of past geological and climatic changes in Africa. To date, these important advances have not been reviewed within a common framework. Here, we critically review and synthesize African climate, tectonics and terrestrial biodiversity evolution throughout the Cenozoic to the mid-Pleistocene, drawing on recent advances in Earth and life sciences. We first review six major geo-climatic periods defining tropical African biodiversity diversification by synthesizing 89 dated molecular phylogeny studies. Two major geo-climatic factors impacting the diversification of the sub-Saharan biota are highlighted. First, Africa underwent numerous climatic fluctuations at ancient and more recent timescales, with tectonic, greenhouse gas, and orbital forcing stimulating diversification. Second, increased aridification since the Late Eocene led to important extinction events, but also provided unique diversification opportunities shaping the current tropical African biodiversity landscape. We then review diversification studies of tropical terrestrial animal and plant clades and discuss three major models of speciation: (i) geographic speciation via vicariance (allopatry); (ii) ecological speciation impacted by climate and geological changes, and (iii) genomic speciation via genome duplication. Geographic speciation has been the most widely documented to date and is a common speciation model across tropical Africa. We conclude with four important challenges faced by tropical African biodiversity research: (i) to increase knowledge by gathering basic and fundamental biodiversity information; (ii) to improve modelling of African geophysical evolution throughout the Cenozoic via better constraints and downscaling approaches; (iii) to increase the precision of phylogenetic reconstruction and molecular dating of tropical African clades by using next generation sequencing approaches together with better fossil calibrations; (iv) finally, as done here, to integrate data better from Earth and life sciences by focusing on the interdisciplinary study of the evolution of tropical African biodiversity in a wider geodiversity context., SCOPUS: ar.j, info:eu-repo/semantics/published
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- 2021
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