Mentzelia thompsonii is the only species in Mentzelia section Trachyphytum endemic to the Colorado Plateau and one of only a few that do not occur in California. In order to investigate the geographic origins, ecological function, and evolutionary potential of M. thompsonii and related species, we combine evidence from DNA, soil chemistry, and environmental niche modeling in a phylogenetic context. Based on ndhF–rpl32 cpDNA sequences from 185 specimens of M. thompsonii and 42 specimens representing the remaining 21 species in section Trachyphytum, we found that M. thompsonii is monophyletic and phylogenetically isolated from other species in Trachyphytum, suggesting that it is a paleoendemic. In contrast, the South American species, M. solierii, was placed sister to a haplotype from M. packardiae, representing the first published phylogenetic investigation of M. solierii. Soil analyses from all North American species in section Trachyphytum show that the edaphic niche of M. thompsonii is significantly different, and niche modeling with MaxEnt found that the distribution of Mancos Shale outcrops was five times more important than the most important climate variable for predicting the distribution of M. thompsonii. Surprisingly, subrange haplotype diversity in M. thompsonii did not match niche projections of climatic refugia during the last glacial maximum. Instead, diversity was lowest in the southernmost subrange and highest in the northernmost subrange of M. thompsonii. However, haplotype diversity was congruent with the projected distribution of M. thompsonii in 2081–2100, suggesting that genetic diversity in M. thompsonii has been shaped more by rapid warming and drought during interglacial periods than by the gradual cooling leading into glacial periods.

Mentzelia thompsonii es la única especie en Mentzelia sección Trachyphytum que es endémica de la Colorado Plateau y una de las que no se encuentran en California. Para poder investigar los orígenes geográficos, función ecológica y potencial evolucionario de la M. thompsonii y especies relacionadas, combinamos pruebas de ADN, química de la tierra y el modelado del nicho ambiental en un contexto filogenético. Basado en secuencias de ndhF–rpl32 cpADN de 185 especímenes de M. thompsonii y 42 especímenes representando las 21 especies restantes en sección Trachyphytum, descubrimos que M. thompsonii es monofilética y filogenéticamente aislada de otras especies dentro de Trachyphytum, sugiriendo que es paleoendémica. En contraste, la especie sudamericana, M. solierii, es hermana a un haplotipo de M. packardiae, representando la primera investigación filogenética publicada de M. solierii. Análisis de tierra de todas las especies norteamericanas en sección Trachyphytum nos demuestran que el nicho edáfico de M. thompsonii es considerablemente diferente y modelando el nicho con MaxEnt encontró que la distribución del afloramiento de Mancos Shale fue cinco veces más importante que la variable más importante del clima para predecir la distribución de M. thompsonii. Sorprendentemente, la diversidad del haplotipo regional de M. thompsonii no coincidió con el pronóstico de refugios del clima durante el último máximo glacial. En cambio, la diversidad fue menor en el subrango más sureño y mayor en el subrango más norteño de M. thompsonii. Sin embargo, la diversidad del haplotipo fue congruente con la distribución pronosticada de M. thompsonii en el año 2081-2100, sugiriendo que la diversidad genética en M. thompsonii se ha formado más por el calentamiento rápido y sequía mediante periodos interglaciales que por el enfriamiento gradual que se dirige hacia periodos glaciales.