The process of species diversification is traditionally summarized by a single tree, the species tree, whose reconstruction from molecular data is hindered by frequent conflicts between gene genealogies. Here, we argue that instead of seeing these conflicts as nuisances, we can exploit them to inform the diversification process itself. We adopt a gene‐based view of diversification to model the ubiquitous presence of gene flow between diverging lineages, one of the most important processes explaining disagreements among gene trees. We propose a new framework for modelling the joint evolution of gene and species lineages relaxing the hierarchy between the species tree and gene trees inherent to the standard view, as embodied in a popular model known as the multispecies coalescent (MSC). We implement this framework in two alternative models called the gene‐based diversification models (GBD): (a) GBD‐forward following all evolving genomes through time and (b) GBD‐backward based on coalescent theory. They feature four parameters tuning colonization, gene flow, genetic drift and genetic differentiation. We propose an inference method based on differences between gene trees. Applied to two empirical data sets prone to gene flow, we find better support for the GBD‐backward model than for the MSC model. Along with the increasing awareness of the extent of gene flow, this work shows the importance of considering the richer signal contained in genomic histories, rather than in the mere species tree, to better apprehend the complex evolutionary history of species.

中文翻译：

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多样化的基因组观点

物种多样化的过程传统上用一棵树来概括，即物种树，其从分子数据的重建受到基因谱系之间频繁冲突的阻碍。在这里，我们认为，与其将这些冲突视为麻烦，我们还可以利用它们为多元化过程本身提供信息。我们采用基于基因的多样化观点来模拟不同谱系之间普遍存在的基因流，这是解释基因树之间分歧的最重要过程之一。我们提出了一个新的框架，用于对基因和物种谱系的联合进化进行建模，以放松标准视图固有的物种树和基因树之间的层次结构，这体现在称为多物种合并 (MSC) 的流行模型中。我们在两个称为基于基因的多样化模型 (GBD) 的替代模型中实现了这个框架：(a) GBD 向前跟踪所有进化的基因组随着时间的推移和 (b) 基于聚结理论的 GBD 向后。它们具有四个参数调整定植、基因流、遗传漂变和遗传分化。我们提出了一种基于基因树之间差异的推理方法。应用于易于基因流动的两个经验数据集，我们发现对 GBD 后向模型的支持比对 MSC 模型的支持更好。随着人们对基因流动程度的认识不断提高，这项工作表明考虑基因组历史中所包含的更丰富的信号，而不是单纯的物种树，以更好地理解物种复杂的进化历史的重要性。(a) GBD-forward 跟随所有进化的基因组随着时间的推移和 (b) GBD-backward 基于聚结理论。它们具有四个参数调整定植、基因流、遗传漂变和遗传分化。我们提出了一种基于基因树之间差异的推理方法。应用于易于基因流动的两个经验数据集，我们发现对 GBD 后向模型的支持比对 MSC 模型的支持更好。随着人们对基因流动程度的认识不断提高，这项工作表明考虑基因组历史中所包含的更丰富的信号，而不是单纯的物种树，以更好地理解物种复杂的进化历史的重要性。(a) GBD-forward 跟随所有进化的基因组随着时间的推移和 (b) GBD-backward 基于聚结理论。它们具有四个参数调整定植、基因流、遗传漂变和遗传分化。我们提出了一种基于基因树之间差异的推理方法。应用于易于基因流动的两个经验数据集，我们发现对 GBD 后向模型的支持比对 MSC 模型的支持更好。随着人们对基因流动程度的认识不断提高，这项工作表明考虑基因组历史中所包含的更丰富的信号，而不是单纯的物种树，以更好地理解物种复杂的进化历史的重要性。我们提出了一种基于基因树之间差异的推理方法。应用于易于基因流动的两个经验数据集，我们发现对 GBD 后向模型的支持比对 MSC 模型的支持更好。随着人们对基因流动程度的认识不断提高，这项工作表明考虑基因组历史中所包含的更丰富的信号，而不是单纯的物种树，以更好地理解物种复杂的进化历史的重要性。我们提出了一种基于基因树之间差异的推理方法。应用于易于基因流动的两个经验数据集，我们发现对 GBD 后向模型的支持比对 MSC 模型的支持更好。随着人们对基因流动程度的认识不断提高，这项工作表明考虑基因组历史中所包含的更丰富的信号，而不是单纯的物种树，以更好地理解物种复杂的进化历史的重要性。