JE
Jacob Esselstyn
Author with expertise in Evolutionary Dynamics of Mammals and Their Ancestors
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
8
(63% Open Access)
Cited by:
1,257
h-index:
32
/
i10-index:
58
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Inferring the mammal tree: Species-level sets of phylogenies for questions in ecology, evolution, and conservation

Nathan Upham et al.Dec 4, 2019
Big, time-scaled phylogenies are fundamental to connecting evolutionary processes to modern biodiversity patterns. Yet inferring reliable phylogenetic trees for thousands of species involves numerous trade-offs that have limited their utility to comparative biologists. To establish a robust evolutionary timescale for all approximately 6,000 living species of mammals, we developed credible sets of trees that capture root-to-tip uncertainty in topology and divergence times. Our "backbone-and-patch" approach to tree building applies a newly assembled 31-gene supermatrix to two levels of Bayesian inference: (1) backbone relationships and ages among major lineages, using fossil node or tip dating, and (2) species-level "patch" phylogenies with nonoverlapping in-groups that each correspond to one representative lineage in the backbone. Species unsampled for DNA are either excluded ("DNA-only" trees) or imputed within taxonomic constraints using branch lengths drawn from local birth-death models ("completed" trees). Joining time-scaled patches to backbones results in species-level trees of extant Mammalia with all branches estimated under the same modeling framework, thereby facilitating rate comparisons among lineages as disparate as marsupials and placentals. We compare our phylogenetic trees to previous estimates of mammal-wide phylogeny and divergence times, finding that (1) node ages are broadly concordant among studies, and (2) recent (tip-level) rates of speciation are estimated more accurately in our study than in previous "supertree" approaches, in which unresolved nodes led to branch-length artifacts. Credible sets of mammalian phylogenetic history are now available for download at http://vertlife.org/phylosubsets, enabling investigations of long-standing questions in comparative biology.
0
Citation824
0
Save
0

Single-locus species delimitation: a test of the mixed Yule–coalescent model, with an empirical application to Philippine round-leaf bats

Jacob Esselstyn et al.Jul 4, 2012
Prospects for a comprehensive inventory of global biodiversity would be greatly improved by automating methods of species delimitation. The general mixed Yule–coalescent (GMYC) was recently proposed as a potential means of increasing the rate of biodiversity exploration. We tested this method with simulated data and applied it to a group of poorly known bats ( Hipposideros ) from the Philippines. We then used echolocation call characteristics to evaluate the plausibility of species boundaries suggested by GMYC. In our simulations, GMYC performed relatively well (errors in estimated species diversity less than 25%) when the product of the haploid effective population size ( N e ) and speciation rate (SR; per lineage per million years) was less than or equal to 10 5 , while interspecific variation in N e was twofold or less. However, at higher but also biologically relevant values of N e × SR and when N e varied tenfold among species, performance was very poor. GMYC analyses of mitochondrial DNA sequences from Philippine Hipposideros suggest actual diversity may be approximately twice the current estimate, and available echolocation call data are mostly consistent with GMYC delimitations. In conclusion, we consider the GMYC model useful under some conditions, but additional information on N e , SR and/or corroboration from independent character data are needed to allow meaningful interpretation of results.
0
Paper
Citation211
0
Save
17

Trait-specific patterns of community ecospace occupancy in an insular mammal radiation

Jonathan Nations et al.Jul 18, 2022
Abstract Communities that occupy similar environments but vary in the richness of closely related species can illuminate how functional variation and species richness interact to fill ecological space in the absence of abiotic filtering, though this has yet to be explored on an oceanic island where the processes of community assembly may differ from continental settings. In discrete montane communities on the island of Sulawesi, local murine rodent (rats and mice) richness ranges from 7 to 23 species. We measured 17 morphological, ecological, and isotopic traits, both individually and grouped into 5 multivariate traits in 40 species, to test for the expansion or packing of functional space among nine murine communities. We employed a novel probabilistic approach for integrating intraspecific and community-level trait variance into functional richness. Trait-specific and phylogenetic diversity patterns indicate dynamic community assembly due to variable niche expansion and packing on multiple niche axes. Locomotion and covarying traits such as tail length emerged as a fundamental axis of ecological variation, expanding functional space and enabling the niche packing of other traits such as diet and body size. Though trait divergence often explains functional diversity in island communities, we found that phylogenetic diversity facilitates functional space expansion in some conserved traits such as cranial shape, while more labile traits are overdispersed both within and between island clades, suggesting a role of niche complementarity. Our results evoke interspecific interactions, differences in trait lability, and the independent evolutionary trajectories of each of Sulawesi’s 6 murine clades as central to generating the exceptional functional diversity and species richness in this exceptional, insular radiation. Bahasa Indonesia Abstract translation to be provided in subsequent version.
1

Molecular evolution of male reproduction across species with highly divergent sperm morphology in diverse murine rodents

Emily Kopania et al.Sep 1, 2023
Sperm competition can drive rapid evolution of male reproductive traits, but it remains unclear how variation in sperm competition intensity shapes phenotypic and molecular diversity across clades. Old World mice and rats (subfamily Murinae) comprise a rapid radiation and exhibit incredible diversity in sperm morphology and production. We combined phenotype and sequence data to model the evolution of reproductive traits and genes across 78 murine species. We identified several shifts towards smaller relative testes mass, a trait reflective of reduced sperm competition. Several sperm traits were associated with relative testes mass, suggesting that mating system evolution likely selects for convergent traits related to sperm competitive ability. Molecular evolutionary rates of spermatogenesis proteins also correlated with relative testes mass, but in an unexpected direction. We predicted that sperm competition would result in rapid divergence among species with large relative testes mass, but instead found that many spermatogenesis genes evolve more rapidly in species with smaller relative testes mass due to relaxed purifying selection. While some reproductive genes evolved under positive selection, relaxed selection played a greater role underlying rapid evolution in small testes species. Our work demonstrates that sexual selection can impose strong purifying selection shaping the evolution of male reproduction.
0

Ecological causes of uneven speciation and species richness in mammals

Nathan Upham et al.Jan 4, 2019
Biodiversity is distributed unevenly from the poles to the equator, and among branches of the tree of life, yet how those enigmatic patterns are related is unclear. We investigated global speciation-rate variation across crown Mammalia using a novel time-scaled phylogeny ( N =5,911 species, ~70% with DNA), finding that trait- and latitude-associated speciation has caused uneven species richness among groups. We identify 24 branch-specific shifts in net diversification rates linked to ecological traits. Using time-slices to define clades, we show that speciation rates are a stronger predictor of clade richness than age. Speciation is slower in tropical than extra-tropical lineages, but only at the level of clades not species tips, consistent with fossil evidence that the latitudinal diversity gradient may be a relatively young phenomenon in mammals. In contrast, species tip rates are fastest in mammals that are low dispersal or diurnal, consistent with models of ephemeral speciation and ecological opportunity, respectively. These findings juxtapose nested levels of diversification, suggesting a central role of species turnover gradients in generating uneven patterns of modern biodiversity.
0

The roles of isolation and interspecific interaction in generating the functional diversity of an insular mammal radiation

Jonathan Nations et al.Dec 3, 2024
Communities that occupy similar environments but vary in the richness of closely related species can illuminate how functional variation and species richness interact to fill ecological space in the absence of abiotic filtering, though this has yet to be explored on an oceanic island where the processes of community assembly may differ from continental settings. In discrete montane communities on the island of Sulawesi, local murine rodent (rats and mice) richness ranges from 7 to 23 species. We measured 17 morphological, ecological, and isotopic traits – both individually and as five multivariate traits – in 40 species to test for the expansion or packing of functional space among nine murine communities. We employed a novel probabilistic approach for integrating intraspecific and community‐level trait variance into functional richness. Trait‐specific and phylogenetic diversity patterns indicate dynamic community assembly due to variable niche expansion and packing on multiple niche axes. Locomotion and covarying traits such as tail length emerged as a fundamental axis of ecological variation, expanding functional space and enabling the niche packing of other traits such as diet and body size. Though trait divergence often explains functional diversity in island communities, we found that phylogenetic diversity facilitates functional space expansion in some conserved traits such as cranial shape, while more labile traits are overdispersed both within and between island clades, suggesting a role of niche complementarity. Our results evoke interspecific interactions, differences in trait lability, and the independent evolutionary trajectories of each of Sulawesi's six murine clades as central to generating the exceptional functional diversity and species richness in this exceptional, insular radiation.