Abstract Popular comparative phylogenetic models such as Brownian Motion, Ornstein-Ulhenbeck, and their extensions, assume that, at speciation, a trait value is inherited identically by two descendant species. This assumption contrasts with models of speciation at a micro-evolutionary scale where descendants’ phenotypic distributions are sub-samples of the ancestral distribution. Different speciation mechanisms can lead to a displacement of the ancestral phenotypic mean among descendants and an asymmetric inheritance of the ancestral phenotypic variance. In contrast, even macro-evolutionary models that account for intraspecific variance assume symmetrically conserved inheritance of ancestral phenotypic distribution at speciation. Here we develop an Asymmetric Brownian Motion model (ABM) that relaxes the assumption of symmetric and conserved inheritance of the ancestral distribution at the time of speciation. The ABM jointly models the evolution of both intra- and inter-specific phenotypic variation. It also infers the mode of phenotypic inheritance at speciation, which can range from a symmetric and conserved inheritance, where descendants inherit the ancestral distribution, to an asymmetric and displaced inheritance, where descendants inherit divergent phenotypic means and variances. To demonstrate this model, we analyze the evolution of beak morphology in Darwin finches, finding evidence of displacement at speciation. The ABM model helps to bridge micro- and macro-evolutionary models of trait evolution by providing a more robust framework for testing the effects of ecological speciation, character displacement, and niche partitioning on trait evolution at the macro-evolutionary scale.

ABSTRACT Intraspecific genetic diversity should be dependent on species ecology, but the influence of ecological traits on interspecific differences in genetic variation is yet to be explored. Generating sequenced data for 20 tropical reef fish species of the Western Indian Ocean, we investigate how species ecology influences genetic diversity patterns from local to regional scales. We distinguish between the α, β and γ components of genetic diversity, which we subsequently link to six ecological traits. In contrast to what is expected by the neutral theory of molecular evolution, we find that the α and γ components of genetic diversity are negatively associated with species abundance, which can be explained by larger variance in reproductive success in large populations and/or higher introgression in less frequent species. Pelagic larval duration, an important dispersal trait in marine fishes, is found to be negatively related to genetic β diversity, as expected by theory. We conclude that the neutral theory of molecular evolution may not be sufficient to explain genetic diversity in tropical reef fishes and that additional processes influence those relationships.

ABSTRACT Aim Biotic interactions are key to understanding the ecology of species and communities. As such, integrating biotic interactions into ecological niche modelling methods has been a central topic of research for the last decade. Yet, the role of biotic interactions remains overlooked. Mutualistic systems constitute perfect study cases for analysing the effect of biotic interactions on species niches and communities’ composition. Location Indo-Pacific Ocean Time period Current Major taxa studied Clownfish-sea anemone mutualistic system Methods We integrate mutualistic interactions into a niche quantification framework to analyse the effect of biotic interactions in the estimation of species niches, and competition patterns among clownfish communities. Results Implementing biotic interactions in ecological niche modelling can improve the reliability of niche estimations, especially in specialist species. Additionally, resource partitioning decreases niche overlap among clownfishes allowing coexistence in species-rich habitats. Main conclusions We provide a framework to estimate the effects of species interactions and demonstrate the importance of including biotic interaction to improve the estimation of species’ ecological niches. Finally, we show how resource partitioning regulates competition and provides the ecological basis to explain why clownfishes have different sets of associations with sea anemones. The variety of mutualistic strategies serves to ecosystem sustainability, reducing the effect of saturation by species richness and competitive exclusion. Competition avoidance through resource partitioning may be the primary mechanism that shapes clownfish communities across the Indo-Pacific. These findings strongly support the importance of biotic interactions in shaping communities. Future studies could use the proposed analytical framework to serve multiple conservation purposes.

Abstract To quantify selection acting on a trait, methods have been developed using either within or between-species variation. However, methods using within-species variation do not integrate the changes at the macroevolutionary scale. Conversely, current methods using between-species variation usually discard within-species variation, thus not accounting for processes at the micro-evolutionary scale. The main goal of this study is to define a neutrality index for a quantitative trait, by combining withinand between-species variation. This neutrality index integrates nucleotide polymorphism and divergence for normalizing trait variation. As such, it does not require estimation of population size nor of time of speciation for normalization. Our index can be used to seek deviation from the null model of neutral evolution, and test for diversifying selection. Applied to brain mass and body mass at the mammalian scale, we show that brain mass is under diversifying selection. Finally, we show that our test is not sensitive to the assumption that population sizes, mutation rates and generation time are constant across the phylogeny, and automatically adjust for it.

Abstract Fluctuating sea levels during the Pleistocene led to habitat loss and fragmentation, impacting the evolutionary trajectories of reef fishes. Species with specialized ecological requirements or habitat preferences, like clownfishes (Amphiprioninae), may have been particularly vulnerable due to their intricate dependence on sea anemones. The diverse host specializations within this group likely contributed distinct responses to sea-level fluctuations, differentially shaping their recent evolutionary histories. Leveraging a comprehensive genomic dataset, we reveal demographic patterns and connectivity dynamics across multiple populations of ten clownfish species under different host specializations. Host-generalist species demonstrated strong resilience to habitat perturbations, while those specialized on single hosts suffered dramatic bottlenecks linked to sea-level fluctuations. Spatial analyses revealed the significant role of oceanic currents in shaping clownfish genetic diversity landscapes. Dispersal barriers were driven by environmental variables, with the Coral Triangle emerging as a hub of genetic diversity. Our results reveal how clownfish associative behavior influences their population dynamics, holding major implications for their conservation such as the need to consider their mutualism with sea anemones, particularly on host-specialists, to ensure their survival in the face of climate threats. These findings extend broader principles of conservation, improving our understanding of species’ responses to ecological constraints and environmental changes over evolutionary timescales.

A bstract Popular comparative phylogenetic models such as Brownian Motion, Ornstein-Ulhenbeck, and their extensions, assume that, at speciation, a trait value is inherited identically by the two descendant species. This assumption contrasts with models of speciation at the micro-evolutionary scale where phenotypic distributions of the descendants are sub-samples of the ancestral distribution. Various described mechanisms of speciation can lead to a displacement of the ancestral phenotypic mean among descendants and an asymmetric inheritance of the ancestral phenotypic variance. In contrast, even macro-evolutionary models that account for intraspecific variance assume symmetrically conserved inheritance of the ancestral phenotypic distribution at speciation. Here we develop an Asymmetric Brownian Motion model (ABM) that relaxes the hypothesis of symmetric and conserved inheritance of the ancestral distribution at the time of speciation. The ABM jointly models the evolution of both intra- and inter-specific phenotypic variation. It also allows the mode of phenotypic inheritance at speciation to be inferred, ranging from a symmetric and conserved inheritance, where descendants inherit the ancestral distribution, to an asymmetric and displaced inheritance, where descendants inherit divergent phenotypic means and variances. To demonstrate this model, we analyze the evolution of beak morphology in Darwin finches, finding evidence of character displacement at speciation. The ABM model helps to bridge micro- and macro-evolutionary models of trait evolution by providing a more robust framework for testing the effects of ecological speciation, character displacement, and niche partitioning on trait evolution at the macro-evolutionary scale.

To quantify selection acting on a trait, methods have been developed using either within or between-species variation. However, methods using within-species variation do not integrate the changes at the macro-evolutionary scale. Conversely, current methods using between-species variation usually discard within-species variation, thus not accounting for processes at the micro-evolutionary scale. The main goal of this study is to define a neutrality index for a quantitative trait, by combining within- and between-species variation. This neutrality index integrates nucleotide polymorphism and divergence for normalizing trait variation. As such, it does not require estimation of population size nor of time of speciation for normalization. Our index can be used to seek deviation from the null model of neutral evolution, and test for diversifying selection. Applied to brain mass and body mass at the mammalian scale, we show that brain mass is under diversifying selection. Finally, we show that our test is not sensitive to the assumption that population sizes, mutation rates and generation time are constant across the phylogeny, and automatically adjust for it.