Abstract Plant traits—the morphological, anatomical, physiological, biochemical and phenological characteristics of plants—determine how plants respond to environmental factors, affect other trophic levels, and influence ecosystem properties and their benefits and detriments to people. Plant trait data thus represent the basis for a vast area of research spanning from evolutionary biology, community and functional ecology, to biodiversity conservation, ecosystem and landscape management, restoration, biogeography and earth system modelling. Since its foundation in 2007, the TRY database of plant traits has grown continuously. It now provides unprecedented data coverage under an open access data policy and is the main plant trait database used by the research community worldwide. Increasingly, the TRY database also supports new frontiers of trait‐based plant research, including the identification of data gaps and the subsequent mobilization or measurement of new data. To support this development, in this article we evaluate the extent of the trait data compiled in TRY and analyse emerging patterns of data coverage and representativeness. Best species coverage is achieved for categorical traits—almost complete coverage for ‘plant growth form’. However, most traits relevant for ecology and vegetation modelling are characterized by continuous intraspecific variation and trait–environmental relationships. These traits have to be measured on individual plants in their respective environment. Despite unprecedented data coverage, we observe a humbling lack of completeness and representativeness of these continuous traits in many aspects. We, therefore, conclude that reducing data gaps and biases in the TRY database remains a key challenge and requires a coordinated approach to data mobilization and trait measurements. This can only be achieved in collaboration with other initiatives.

Increasing our understanding of Earth’s biodiversity and responsibly stewarding its resources are among the most crucial scientific and social challenges of the new millennium. These challenges require fundamental new knowledge of the organization, evolution, functions, and interactions among millions of the planet’s organisms. Herein, we present a perspective on the Earth BioGenome Project (EBP), a moonshot for biology that aims to sequence, catalog, and characterize the genomes of all of Earth’s eukaryotic biodiversity over a period of 10 years. The outcomes of the EBP will inform a broad range of major issues facing humanity, such as the impact of climate change on biodiversity, the conservation of endangered species and ecosystems, and the preservation and enhancement of ecosystem services. We describe hurdles that the project faces, including data-sharing policies that ensure a permanent, freely available resource for future scientific discovery while respecting access and benefit sharing guidelines of the Nagoya Protocol. We also describe scientific and organizational challenges in executing such an ambitious project, and the structure proposed to achieve the project’s goals. The far-reaching potential benefits of creating an open digital repository of genomic information for life on Earth can be realized only by a coordinated international effort.

Genera Palmarum - The Evolution and Classification of the Palms is the standard reference work for information on the biology of the palm family, especially evolution, systematics, structure, fossil record and classification. Genera Palmarum - The Evolution and Classification of Palms is a completely rewritten edition of the acclaimed standard reference work for the palm family, a group of plants of immense economic and horticultural significance. In the new edition, genus treatments include complete descriptions, nomenclature, etymology and discussions of diversity, distribution, phylogeny, morphology, uses and ecology. All genera of palms are illustrated with analytical plates, maps and numerous photographs, mostly taken in the wild. The introduction consists of essays on the structure of palms, their pollen, cytology, chemistry, fossil record, evolution, phylogeny, natural history and biogeography, providing essential background information to the classification presented within the book. The classification itself is substantially revised and based on the latest phylogenetic evidence. Since the first edition, published in 1987, several new genera have been discovered and the wealth of new research into the phylogeny of palms has revealed relationships not appreciated in the past, resulting in substantial reorganization of subfamilies, tribes, subtribes and genera. An illustrated glossary and geographical listings complete this essential reference book to the palm family. Winner of the 2009 Technical category CBHL (The Council on Botanical and Horticultural Libraries) Annual Award for a Significant Work in Botanical or Horticultural Literature.

Sequencing of target-enriched libraries is an efficient and cost-effective method for obtaining DNA sequence data from hundreds of nuclear loci for phylogeny reconstruction. Much of the cost of developing targeted sequencing approaches is associated with the generation of preliminary data needed for the identification of orthologous loci for probe design. In plants, identifying orthologous loci has proven difficult due to a large number of whole-genome duplication events, especially in the angiosperms (flowering plants). We used multiple sequence alignments from over 600 angiosperms for 353 putatively single-copy protein-coding genes identified by the One Thousand Plant Transcriptomes Initiative to design a set of targeted sequencing probes for phylogenetic studies of any angiosperm group. To maximize the phylogenetic potential of the probes, while minimizing the cost of production, we introduce a k-medoids clustering approach to identify the minimum number of sequences necessary to represent each coding sequence in the final probe set. Using this method, 5–15 representative sequences were selected per orthologous locus, representing the sequence diversity of angiosperms more efficiently than if probes were designed using available sequenced genomes alone. To test our approximately 80,000 probes, we hybridized libraries from 42 species spanning all higher-order groups of angiosperms, with a focus on taxa not present in the sequence alignments used to design the probes. Out of a possible 353 coding sequences, we recovered an average of 283 per species and at least 100 in all species. Differences among taxa in sequence recovery could not be explained by relatedness to the representative taxa selected for probe design, suggesting that there is no phylogenetic bias in the probe set. Our probe set, which targeted 260 kbp of coding sequence, achieved a median recovery of 137 kbp per taxon in coding regions, a maximum recovery of 250 kbp, and an additional median of 212 kbp per taxon in flanking non-coding regions across all species. These results suggest that the Angiosperms353 probe set described here is effective for any group of flowering plants and would be useful for phylogenetic studies from the species level to higher-order groups, including the entire angiosperm clade itself.

Understanding how biodiversity is shaped through time is a fundamental question in biology. Even though tropical rain forests (TRF) represent the most diverse terrestrial biomes on the planet, the timing, location and mechanisms of their diversification remain poorly understood. Molecular phylogenies are valuable tools for exploring these issues, but to date most studies have focused only on recent time scales, which minimises their explanatory potential. In order to provide a long-term view of TRF diversification, we constructed the first complete genus-level dated phylogeny of a largely TRF-restricted plant family with a known history dating back to the Cretaceous. Palms (Arecaceae/Palmae) are one of the most characteristic and ecologically important components of TRF worldwide, and represent a model group for the investigation of TRF evolution.We provide evidence that diversification of extant lineages of palms started during the mid-Cretaceous period about 100 million years ago. Ancestral biome and area reconstructions for the whole family strongly support the hypothesis that palms diversified in a TRF-like environment at northern latitudes. Finally, our results suggest that palms conform to a constant diversification model (the 'museum' model or Yule process), at least until the Neogene, with no evidence for any change in diversification rates even through the Cretaceous/Paleogene mass extinction event.Because palms are restricted to TRF and assuming biome conservatism over time, our results suggest the presence of a TRF-like biome in the mid-Cretaceous period of Laurasia, consistent with controversial fossil evidence of the earliest TRF. Throughout its history, the TRF biome is thought to have been highly dynamic and to have fluctuated greatly in extent, but it has persisted even during climatically unfavourable periods. This may have allowed old lineages to survive and contribute to the steady accumulation of diversity over time. In contrast to other plant studies, our results suggest that ancient and steady evolutionary processes dating back to the mid-Cretaceous period can contribute, at least in part, to present day species richness in TRF.

Understanding the processes underlying the origin of species is a fundamental goal of biology. It is widely accepted that speciation requires an interruption of gene flow between populations: ongoing gene exchange is considered a major hindrance to population divergence and, ultimately, to the evolution of new species. Where a geographic barrier to reproductive isolation is lacking, a biological mechanism for speciation is required to counterbalance the homogenizing effect of gene flow. Speciation with initially strong gene flow is thought to be extremely rare, and few convincing empirical examples have been published. However, using phylogenetic, karyological, and ecological data for the flora of a minute oceanic island (Lord Howe Island, LHI), we demonstrate that speciation with gene flow may, in fact, be frequent in some instances and could account for one in five of the endemic plant species of LHI. We present 11 potential instances of species divergence with gene flow, including an in situ radiation of five species of Coprosma (Rubiaceae, the coffee family). These results, together with the speciation of Howea palms on LHI, challenge current views on the origin of species diversity.

Despite long-standing interest in the origin and maintenance of species diversity, little is known about historical drivers of species assemblage structure at large spatiotemporal scales. Here, we use global species distribution data, a dated genus-level phylogeny, and paleo-reconstructions of biomes and climate to examine Cenozoic imprints on the phylogenetic structure of regional species assemblages of palms (Arecaceae), a species-rich plant family characteristic of tropical ecosystems. We find a strong imprint on phylogenetic clustering due to geographic isolation and in situ diversification, especially in the Neotropics and on islands with spectacular palm radiations (e.g., Madagascar, Hawaii, and Cuba). Phylogenetic overdispersion on mainlands and islands corresponds to biotic interchange areas. Differences in the degree of phylogenetic clustering among biogeographic realms are related to differential losses of tropical rainforests during the Cenozoic, but not to the cumulative area of tropical rainforest over geological time. A largely random phylogenetic assemblage structure in Africa coincides with severe losses of rainforest area, especially after the Miocene. More recent events also appear to be influential: phylogenetic clustering increases with increasing intensity of Quaternary glacial-interglacial climatic oscillations in South America and, to a lesser extent, Africa, indicating that specific clades perform better in climatically unstable regions. Our results suggest that continental isolation (in combination with limited long-distance dispersal) and changing climate and habitat loss throughout the Cenozoic have had strong impacts on the phylogenetic structure of regional species assemblages in the tropics.

Abstract Aim Palms are an iconic, diverse and often abundant component of tropical ecosystems that provide many ecosystem services. Being monocots, tree palms are evolutionarily, morphologically and physiologically distinct from other trees, and these differences have important consequences for ecosystem services (e.g., carbon sequestration and storage) and in terms of responses to climate change. We quantified global patterns of tree palm relative abundance to help improve understanding of tropical forests and reduce uncertainty about these ecosystems under climate change. Location Tropical and subtropical moist forests. Time period Current. Major taxa studied Palms (Arecaceae). Methods We assembled a pantropical dataset of 2,548 forest plots (covering 1,191 ha) and quantified tree palm (i.e., ≥10 cm diameter at breast height) abundance relative to co‐occurring non‐palm trees. We compared the relative abundance of tree palms across biogeographical realms and tested for associations with palaeoclimate stability, current climate, edaphic conditions and metrics of forest structure. Results On average, the relative abundance of tree palms was more than five times larger between Neotropical locations and other biogeographical realms. Tree palms were absent in most locations outside the Neotropics but present in >80% of Neotropical locations. The relative abundance of tree palms was more strongly associated with local conditions (e.g., higher mean annual precipitation, lower soil fertility, shallower water table and lower plot mean wood density) than metrics of long‐term climate stability. Life‐form diversity also influenced the patterns; palm assemblages outside the Neotropics comprise many non‐tree (e.g., climbing) palms. Finally, we show that tree palms can influence estimates of above‐ground biomass, but the magnitude and direction of the effect require additional work. Conclusions Tree palms are not only quintessentially tropical, but they are also overwhelmingly Neotropical. Future work to understand the contributions of tree palms to biomass estimates and carbon cycling will be particularly crucial in Neotropical forests.

Abstract Sequencing of target-enriched libraries is an efficient and cost-effective method for obtaining DNA sequence data from hundreds of nuclear loci for phylogeny reconstruction. Much of the cost associated with developing targeted sequencing approaches is preliminary data needed for identifying orthologous loci for probe design. In plants, identifying orthologous loci has proven difficult due to a large number of whole-genome duplication events, especially in the angiosperms (flowering plants). We used multiple sequence alignments from over 600 angiosperms for 353 putatively single-copy protein-coding genes to design a set of targeted sequencing probes for phylogenetic studies of any angiosperm lineage. To maximize the phylogenetic potential of the probes while minimizing the cost of production, we introduce a k-medoids clustering approach to identify the minimum number of sequences necessary to represent each coding sequence in the final probe set. Using this method, five to 15 representative sequences were selected per orthologous locus, representing the sequence diversity of angiosperms more efficiently than if probes were designed using available sequenced genomes alone. To test our approximately 80,000 probes, we hybridized libraries from 42 species spanning all higher-order lineages of angiosperms, with a focus on taxa not present in the sequence alignments used to design the probes. Out of a possible 353 coding sequences, we recovered an average of 283 per species and at least 100 in all species. Differences among taxa in sequence recovery could not be explained by relatedness to the representative taxa selected for probe design, suggesting that there is no phylogenetic bias in the probe set. Our probe set, which targeted 260 kbp of coding sequence, achieved a median recovery of 137 kbp per taxon in coding regions, a maximum recovery of 250 kbp, and an additional median of 212 kbp per taxon in flanking non-coding regions across all species. These results suggest that the Angiosperms353 probe set described here is effective for any group of flowering plants and would be useful for phylogenetic studies from the species level to higher-order lineages, including all angiosperms.