Genetic differentiation is constrained to chromosomal inversions and putative centromeres in locally adapted populations with higher gene flow
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The impact of genome structure on adaptation is a growing focus in evolutionary biology, revealing an important role for structural variation and recombination landscapes in shaping genetic diversity across genomes and among populations. This is particularly relevant when local adaptation occurs despite gene flow, where clustering of differentiated loci can maintain locally adapted variants by reducing recombination between them. However, the limited genomic resources for non-model species, including reference genomes and recombination maps, has constrained our understanding of these patterns. In this study, we leverage the Atlantic silverside—a non-model fish with extensive local adaptation across a steep latitudinal gradient—as an ideal system to explore how genome structure influences adaptation under varying levels of gene flow, using a newly available reference genome and multiple recombination maps. Analyzing 168 genomes from four populations, we found a continuum of genome-wide differentiation increasing from south to north, reflecting higher connectivity among southern populations and reduced gene flow at northern latitudes. With increasing gene flow, the number and clustering of F ST outlier loci also increased, with differentiated loci tightly clustered in large haploblocks harboring inversions and smaller peaks overlapping putative centromeres. Notably, sequence divergence was only evident in inversions, supporting their role in adaptive divergence with gene flow, whereas centromeres appeared differentiated because of low recombination and reduced diversity, with no indication of elevated sequence divergence. Our results support the hypothesis that clustered genomic architectures evolve with high gene flow and enhance our understanding of how inversions and centromeres are linked to different evolutionary processes. Significance Statement How populations preserve favorable combinations of genes adapted to their local environment despite reproducing with populations adapted to different conditions is a longstanding question in evolutionary biology. By analyzing the genomes of 168 Atlantic silverside fish from four populations, we found that when populations adapted to different environments frequently interbreed, genetic differences concentrate in specific parts of the genome, particularly in chromosomal inversions—where segments of DNA are flipped. These inversions help preserve locally adapted gene combinations, enabling populations to maintain differences essential for survival in their habitats. This research enhances our understanding of genomic adaptation, a fundamental evolutionary question with increasing relevance as environmental changes pose new challenges globally.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».