Abstract Maize is a globally valuable commodity and one of the most extensively studied genetic model organisms. However, we know surprisingly little about the extent and potential utility of the genetic variation found in the wild relatives of maize. Here, we characterize a high-density genomic variation map from 744 genomes encompassing maize and all wild taxa of the genus Zea , identifying over 70 million single nucleotide polymorphisms (SNPs) and nearly 9 million Insertion/Deletion (InDel) polymorphisms. The variation map reveals evidence of selection within taxa displaying novel adaptations to traits such as waterlogging, perenniality and regrowth. We focus in detail on adaptive alleles in highland teosinte and temperate maize and highlight the key role of flowering time related pathways in highland and high latitude adaptation. To show how this data can identify useful genetic variants, we generated and characterized novel mutant alleles for two flowering time candidate genes. This work provides the most extensive sampling to date of the genetic diversity of the genus Zea , resolving questions on evolution and identifying adaptive variants for direct use in modern breeding.

Abstract Currents are unique drivers of oceanic phylogeography and so determine the distribution of marine coastal species, along with past glaciations and sea level changes. Here, we reconstruct the worldwide colonization history of eelgrass ( Zostera marina L.), the most widely distributed marine flowering plant or seagrass from its origin in the Northwest Pacific, based on nuclear and chloroplast genomes. We identified two divergent Pacific clades with evidence for admixture along the East Pacific coast. Multiple west to east (trans-Pacific) colonization events support the key role of the North Pacific Current. Time-calibrated nuclear and chloroplast phylogenies yielded concordant estimates of the arrival of Z. marina in the Atlantic through the Canadian Arctic, suggesting that eelgrass-based ecosystems, hotspots of biodiversity and carbon sequestration, have only been present since ∼208 Kya (thousand years ago). Mediterranean populations were founded ∼53 Kya while extant distributions along western and eastern Atlantic shores coincide with the end of the Last Glacial Maximum (∼20 Kya). The recent colonization and 5-to 7-fold lower genomic diversity of Atlantic compared to the Pacific populations raises concern and opportunity about how Atlantic eelgrass might respond to rapidly warming coastal oceans.

Abstract As climatic variation re‐shapes global biodiversity, understanding eco‐evolutionary feedbacks during species range shifts is of increasing importance. Theory on range expansions distinguishes between two different forms: “pulled” and “pushed” waves. Pulled waves occur when the source of the expansion comes from low‐density peripheral populations, while pushed waves occur when recruitment to the expanding edge is supplied by high‐density populations closer to the species' core. How extreme events shape pushed/pulled wave expansion events, as well as trailing‐edge declines/contractions, remains largely unexplored. We examined eco‐evolutionary responses of a marine invertebrate (the owl limpet, Lottia gigantea ) that increased in abundance during the 2014–2016 marine heatwaves near the poleward edge of its geographic range in the northeastern Pacific. We used whole‐genome sequencing from 19 populations across >11 degrees of latitude to characterize genomic variation, gene flow, and demographic histories across the species' range. We estimated present‐day dispersal potential and past climatic stability to identify how contemporary and historical seascape features shape genomic characteristics. Consistent with expectations of a pushed wave, we found little genomic differentiation between core and leading‐edge populations, and higher genomic diversity at range edges. A large and well‐mixed population in the northern edge of the species' range is likely a result of ocean current anomalies increasing larval settlement and high‐dispersal potential across biogeographic boundaries. Trailing‐edge populations have higher differentiation from core populations, possibly driven by local selection and limited gene flow, as well as high genomic diversity likely as a result of climatic stability during the Last Glacial Maximum. Our findings suggest that extreme events can drive poleward range expansions that carry the adaptive potential of core populations, while also cautioning that trailing‐edge extirpations may threaten unique evolutionary variation. This work highlights the importance of understanding how both trailing and leading edges respond to global change and extreme events.