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Phylogeographic patterning of mtDNA in the widely distributed harvest mouse (Micromys minutus) suggests dramatic cycles of range contraction and expansion during the mid- to late Pleistocene

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Abstract:

We examined sequence variation in the mitochondrial cytochrome b gene (1140 bp, n = 73) and control region (842–851 bp, n = 74) in the Eurasian harvest mouse (Micromys minutus (Pallas, 1771)), with samples drawn from across its range, from Western Europe to Japan. Phylogeographic analyses revealed region-specific haplotype groupings combined with overall low levels of inter-regional genetic divergence. Despite the enormous intervening distance, European and East Asian samples showed a net nucleotide divergence of only 0.36%. Based on an evolutionary rate for the cytochrome b gene of 2.4%·(site·lineage·million years)–1, the initial divergence time of these populations is estimated at around 80 000 years before present. Our findings are consistent with available fossil evidence that has recorded repeated cycles of extinction and recolonization of Europe by M. minutus through the Quaternary. The molecular data further suggest that recolonization occurred from refugia in the Central to East Asian region. Japanese haplotypes of M. minutus, with the exception of those from Tsushima Is., show limited nucleotide diversity (0.15%) compared with those found on the adjacent Korean Peninsula. This finding suggests recent colonization of the Japanese Archipelago, probably around the last glacial period, followed by rapid population growth.

Nous avons étudié la variation des séquences du gène mitochondrial du cytochrome b (1140 pb, n = 73) et de la région de contrôle (842–851 pb, n = 74) dans des échantillons de rats des moissons (Micromys minutus (Pallas, 1771)) répartis sur toute l'aire de répartition, de l'Europe de l'Ouest jusqu'au Japon. Des analyses phylogéographiques révèlent l'existence de regroupements régionaux d'haplotypes, ainsi que des niveaux globaux faibles de divergence génétique entre les régions. Malgré les distances considérables entre eux, les échantillons de l'Europe et de l'Asie de l'Est possèdent une divergence nette des nucléotides de seulement 0,36 %. Avec un taux d'évolution du gène du cytochrome b de 2,4 %·(site·lignée·million d'années)–1, la divergence initiale estimée de ces populations se situe à il y a environ 80 000 années. Nos résultats concordent avec les données disponibles sur les fossiles qui indiquent des cycles répétés d'extinction et de recolonisation de M. minutus en Europe durant le quaternaire. Les données moléculaires laissent aussi croire que la recolonisation s'est faite à partir de refuges des régions centrales et orientales de l'Asie. Les haplotypes de M. minutus du Japon ont une faible diversité des nucléotides (0,15 %), à l'exception de ceux des îles Tsushima, par comparaison à ce qui prévaut dans la péninsule adjacente de Corée. Cette information laisse croire à une colonisation récente de l'archipel japonais, probablement aux environs de la dernière période glaciaire, suivie d'une croissance rapide des populations. [Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-11-01

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