第四紀の陸橋は、万能な遺伝子の流れの導管ではなかった

Quaternary land bridges have not been universal conduits of gene flow.

• Emilie Cros
• Balaji Chattopadhyay
• Kritika M Garg
• Nathaniel S R Ng
• Suzanne Tomassi
• Suzan Benedick
• David P Edwards
• Frank E Rheindt

抄録

第四紀の気候変動は、動物の多様化を促進する要因としてよく知られているが、その影響は、氷河の影響で生息地が分断されている地域で最もよく研究されている。しかし、地球の大部分の地域では、氷河が逆の効果をもたらしていますが、その影響はあまり理解されていません。特に東南アジアでは、土地の分布が周期的に変化しているために、氷河期に大規模な土地の拡大が発生している。本研究では、第四紀の陸橋が東南アジアの森林生物相の連結性に与えた影響を調査するために、生態学的特異性の範囲をカバーする5つのソングバード種の複合体のパネルを選択した。具体的には、形態学的・生物音響学的解析と、個体群ゲノム解析とモデル化アプローチを組み合わせて、数百個体のゲノムワイドな数千のDNAマーカーを用いて解析を行った。我々の分析によると、森林の下草に依存する種はボルネオ島と西部スンダランドの間で深い分化を示しており、過去1～2回の氷河期に伴う陸橋の間に遺伝子の流れがあったという証拠はないことがわかった。対照的に、分散型キャノピー種や生息地の一般化した種は、より最近の遺伝子の流れを経験している。本研究の結果は、東南アジアでは、鳥類のようなよく知られた動物群、特に非分散的な森林の控え地に生息する種レベルの多様性が発見されていないことを論じている。また、第四紀の陸橋は、すべての種の複合体のための遺伝子の流路として同じように適していたわけではなく、生活史が第四紀の気候変動における相対的な個体群の発散時間を予測する上で大きな要因となっていることを示している。

Quaternary climate oscillations are a well-known driver of animal diversification, but their effects are most well studied in areas where glaciations lead to habitat fragmentation. In large areas of the planet, however, glaciations have had the opposite effect, but here their impacts are much less well understood. This is especially true in Southeast Asia, where cyclical changes in land distribution have generated enormous land expansions during glacial periods. In this study, we selected a panel of five songbird species complexes covering a range of ecological specificities to investigate the effects Quaternary land bridges have had on the connectivity of Southeast Asian forest biota. Specifically, we combined morphological and bioacoustic analysis with an arsenal of population genomic and modelling approaches applied to thousands of genome-wide DNA markers across a total of hundreds of individuals. Our analyses show that species dependent on forest understorey exhibit deep differentiation between Borneo and western Sundaland, with no evidence of gene flow during the land bridges accompanying the last 1-2 ice ages. In contrast, dispersive canopy species and habitat generalists have experienced more recent gene flow. Our results argue that there remains much cryptic species-level diversity to be discovered in Southeast Asia even in well-known animal groups such as birds, especially in nondispersive forest understorey inhabitants. We also demonstrate that Quaternary land bridges have not been equally suitable conduits of gene flow for all species complexes and that life history is a major factor in predicting relative population divergence time across Quaternary climate fluctuations.

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