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Phylogeography of "glacial relict" Gammaracanthus (Crustacea, Amphipoda) from boreal lakes and the Caspian and White seas

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Abstract:

As with a number of "glacial relict" crustacean genera, species of Gammaracanthus are vicariously distributed in circumarctic coastal waters, in boreal freshwater lakes, and in the Caspian Sea. Various hypotheses have been invoked to explain the origins and diversity of the non-marine taxa. Data on 28 allozyme loci and 558 bp of the mitochondrial COI gene demonstrate a close affinity between G. caspius of the Caspian Sea and G. aestuariorum of the White Sea area (Nei's allozyme distance D = 0.09, COI sequence divergence d = 5%), and a threefold divergence of the two from the Fennoscandian freshwater G. lacustris (D = 0.33, d = 12%). The relative molecular affinities agree with morphological evidence but contradict the idea of a common ancestry of the non-marine taxa, rather they suggest two independent invasions of continental waters. The generally low molecular divergence refutes the recently suggested generic splitting of Gammaracanthus. Previous speculations of an affinity of Gammaracanthus to the Baikalian acanthogammarids or to the Eusiroidea are not substantiated. The interspecific phylogeographic structure of Gammaracanthus is not concordant with that of other "glacial relict" crustacean genera. Phylogeographically, Gammaracanthus seems to match with the genus Monoporeia alone, rather than with Pontoporeia sensu lato.

Comme il arrive dans plusieurs genres de crustacés qui contient des espèces connues sous le nom de « reliques glaciaires », les espèces de Gammaracanthus se distribuent de façon vicariante dans les eaux côtières circum-arctiques, les lacs d'eau douce de la région boréale et dans la mer Caspienne. Diverses hypothèses ont été formulées pour expliquer l'origine et la diversité des taxons non-marins. L'étude de 28 locus allozymatiques et de 558 paires de bases du gène mitochondrial COI révèle une forte affinité entre C. caspius de la mer Caspienne et C. eastuariorum de la région de la mer Blanche (distance allozymatique de Nei D = 0,09, divergence de la séquence COI d = 5 %) et une divergence trois fois plus grande entre ces deux espèces et l'espèce d'eau douce de Fennoscandie, G. lacustris (D = 0,33, d = 12 %). Les affinités moléculaires relatives s'accordent avec les données morphologiques, mais infirment l'hypothèse d'une origine commune des taxons non-marins. Elles laissent croire plutôt à l'existence de deux invasions indépendantes des eaux continentales. La divergence moléculaire généralement faible n'appuie la suggestion récente de subdiviser le genre Gammaracanthus. De même, les spéculations antérieures sur l'affinité de Gammaracanthus avec les acanthogammaridés du lac Baïkal ou avec les Eusiroidea ne reçoivent ici aucun appui. La structure phylogéographique interspécifique de Gammaracanthus ne correspond pas à celle des autres genres de « reliques glaciaires » chez les crustacés. Du point de vue de sa phylogéographie, Gammaracanthus semble s'accorder avec le genre Monoporeia seul, plutôt qu'avec le genre Pontoporeia sensu lato.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2001

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