Abstract The increased availability of spatial data and methodological developments in species distribution modelling has lead to concurrent advances in phylogeography, broadening the scope of questions studied, as well as providing unprecedented insights. Given the species‐specific nature of the information provided by ecological niche models ( ENM s), whether it is on the environmental tolerances of species or their estimated distribution, today or in the past, it is perhaps not surprising that ENM s have rapidly become a common tool in phylogeographic analysis. Such information is essential to phylogeographic tests that provide important biological insights. Here, we provide an overview of the different applications of ENM s in phylogeographic studies, detailing specific studies and highlighting general limitations and challenges with each application. Given that the full potential of integrating ENM s into phylogeographic cannot be realized unless the ENM s themselves are carefully applied, we provide a summary of best practices with using ENM s. Lastly, we describe some recent advances in how quantitative information from ENM s can be integrated into genetic analyses, illustrating their potential use (and key concerns with such implementations), as well as promising areas for future development.

ABSTRACT Examining how the landscape may influence gene flow is at the forefront of understanding population differentiation and adaptation. Such understanding is crucial in light of ongoing environmental changes and the elevated risk of ecosystems alteration. In particular, knowledge of how humans may influence the structure of populations is imperative to allow for informed decisions in management and conservation as well as to gain a better understanding of anthropogenic impacts on the interplay between gene flow, genetic drift and selection. Here we use genome-wide molecular markers to characterize the population genetic structure and connectivity of Ipomoea purpurea , a noxious invasive weed. We likewise assess the interaction between natural and human-driven influences on genetic differentiation among populations. Our analyses find that human population density is an important predictor of pairwise population differentiation, suggesting that the agricultural and/or horticultural trade may be involved in maintaining some level of connectivity across distant agricultural fields. Climatic variation appears as an additional predictor of genetic connectivity in this species. We discuss the implications of these results and highlight future research needed to disentangle the mechanistic processes underlying population connectivity of weeds.

Taxa with disjunct distributions are common in montane biotas and offer excellent opportunities to investigate historical processes underlying genetic and phenotypic divergence. In this context, subgenomic datasets offer novel opportunities to explore historical demography in detail, which is key to better understand the origins and maintenance of diversity in montane regions. Here we used a large ultraconserved elements dataset to get insights into the main biogeographic processes driving the evolution of the Montane Atlantic Forest biota. Specifically, we studied two species of warbling finches disjunctly distributed across a region of complex geological and environmental history. We found that a scenario of three genetically differentiated populations is best supported by genomic clustering methods. Also, demographic simulations support simultaneous isolation of these populations at ~10 kya, relatively stable population sizes over recent time, and recent gene flow. Our results suggest a dual role of climate: population divergence, mediated by isolation in mountain tops during warm periods, as well as population maintance - allowing persistence mediated by shifts in elevation distribution during periods of climate change, and promoting episodic contact and gene flow. Additional support for the role of climate comes from evidence of their contact in a recent past. We propose that two major gaps, which we call Sao Paulo and Caparao subtropical gaps, have been historically important in the divergence of cold adapted organisms in the Atlantic Forest, and could be associated to cryptic diversity. Finally, our results suggest that shallow divergence and past gene flow may be common in montane organisms, but complex demographic histories may be detectable only when using subgenomic or genomic datasets.

Uncovering the spatial dynamics of range expansions is a major goal in studies of historical demographic inference, with applications ranging from understanding the evolutionary origins of domesticated crops, epidemiology, invasive species, and understanding species-level responses to climate change. Following the surge in advances that make explicit use of the spatial distribution of genetic data from geo-referenced SNP variants, we present a novel summary statistic vector, the geographic spectrum of shared alleles (GSSA). Using simulations of two-dimensional serial expansion, we find that the information from the GSSA, summarized with Harpending Raggedness Index (RI), can accurately detect the spatial origins of a range expansion under serial founder models, even with sparse sampling of only ten individuals. When applying to SNP data from two species of the holarctic butterfly genus Lycaeides, the suggested origins of expansion are consistent with hindcasts obtained from ecological niche models (ENMs). These results demonstrate the GSSA to be a useful exploratory tool for generating hypotheses of range expansion with genome-wide SNP data. Our simulation experiments suggest high performance even with sampling found in studies of non-model organisms (one sampled individual per location, no outgroup information, and only 5,000 SNP loci).

ABSTRACT The balance between selfing and outcrossing is a life history trait of major concern with deep evolutionary consequences in mixed mating species. Yet, our current understanding of the proximate and ultimate determinants of species’ mating system is still unsatisfactory and largely theoretical. Indeed, evolutionary biologists are still puzzled by the often dramatic variation of mating strategies within single species. Of particular concern is the extent to which environmental conditions shape patterns of variation and covariation of mating system components within species. Here, we address this concern in the common morning glory ( Ipomoea purpurea ) by taking advantage of an extensive dataset of floral traits, genetic estimates of selfing and inbreeding, and relevant environmental factors compiled for 22 populations of this species distributed along a disparate set of environments along Southeast and Midwest USA. Combining a powerful array of parametric and model-free statistical approaches, we robustly identify a set of natural and anthropogenic environmental factors underlying population-level variation in selfing, inbreeding, and flower morphology. Remarkably, individual mating system components are found to be associated with different environmental factors and only loosely associated with each other, and thus potentially under multiple different selective pressures. These results not only corroborate theoretical expectations of the significant role the environment plays in the local determination of mating systems, but also provide compelling evidence of complex underlying interactions between multiple evolutionary processes.

How urbanization shapes population genomic diversity and evolution of urban wildlife is largely unexplored. We investigated the impact of urbanization on white-footed mice, Peromyscus leucopus, in the New York City metropolitan area using coalescent-based simulations to infer demographic history from the site frequency spectrum. We assigned individuals to evolutionary clusters and then inferred recent divergence times, population size changes, and migration using genome-wide SNPs genotyped in 23 populations sampled along an urban-to-rural gradient. Both prehistoric climatic events and recent urbanization impacted these populations. Our modeling indicates that post-glacial sea level rise led to isolation of mainland and Long Island populations. These models also indicate that several urban parks represent recently-isolated P. leucopus populations, and the estimated divergence times for these populations are consistent with the history of urbanization in New York City.