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Beyond mtDNA: nuclear gene flow suggests taxonomic oversplitting in the little brown bat (Myotis lucifugus)

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Abstract:

In southern Alberta and north-central Montana, there is substantial mtDNA sequence divergence between two groups of the little brown bat, Myotis lucifugus (LeConte, 1831), previously thought to be subspecies (Myotis lucifugus lucifugus and Myotis lucifugus carissima) but recently hypothesized to be species. We tested this hypothesis using population genetic techniques. Using nuclear microsatellite markers (10 loci), we found a lack of differentiation between these two groups of bats (ascribed based on mitochondrial hypervariable region II sequence), suggesting interbreeding was sympatric. Our findings add to the recent discovery that M. l. lucifugus haplotypes are found throughout the range previously thought to be only M. l. carissima, suggesting widespread sympatry and extensively mixed gene pools, thus refuting the cryptic species hypothesis. Clinal morphology and individual variation demonstrated the impossibility to differentiate groups based on original subspecies definitions. The lack of geographic and morphological boundaries, in addition to the likelihood that the interbreeding observed in this study is occurring across western North America, suggests that no line can be drawn between these two groups. We thus suggest that the carissima subspecies designation be dropped. This study highlights the importance of investigating nuclear gene flow in widely sympatric animals suspected of being cryptic genetic species, and has important implications for applications of the DNA Barcoding Project.

Dans le sud de l’Alberta et le centre-nord du Montana, il existe une divergence importante dans les séquences de l’ADNmt entre deux groupes de murins bruns, Myotis lucifugus (LeConte, 1831), qu’on a cru antérieurement représenter des sous-espèces (Myotis lucifugus lucifugus et Myotis lucifugus carissima), mais qu’on pense maintenant former une seule espèce. Nous testons cette hypothèse à l’aide de techniques de génétique des populations. En utilisant des marqueurs microsatellites nucléaires (10 locus), nous ne trouvons aucune différenciation entre les deux groupes (assignés d’après la séquence de la région II hypervariable mitochondriale), ce qui indique qu’il y a des croisements en conditions de sympatrie. Nos résultats s’ajoutent à la découverte récente d’haplotypes de M. l. lucifugus dans toute l’aire de répartition qu’on croyait antérieurement ne contenir que des M. l. carissima; cela laisse croire qu’il y a une importante sympatrie et que les pools géniques sont fortement entremêlés, ce qui permet de rejeter l’hypothèse des espèces cryptiques. Les gradients morphologiques et la variation individuelle ne permettent pas de différencier les deux groupes d’après les définitions originales des sous-espèces. L’absence de frontières géographiques et morphologiques, de même que la probabilité que la reproduction croisée que nous observons s’étende à tout l’ouest de l’Amérique du Nord, font croire qu’il n’est pas possible de tirer une ligne entre les deux groupes. Nous suggérons donc d’abandonner la désignation de la sous-espèce carissima. Notre recherche met en évidence l’importance de l’étude du flux génique nucléaire chez des animaux à large répartition sympatrique que l’on soupçonne être des espèces génétiques cryptiques; elle a aussi des conséquences importantes sur les applications du projet des codes à barres de l’ADN.

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2008

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nrc/cjz/2008/00000086/00000007/art00013
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