北極域を越えた分散とバイカリアンスのサイクル、アンフィ-ボア系海洋動物群の多様化

Cycles of trans-Arctic dispersal and vicariance, and diversification of the amphi-boreal marine fauna.

• Hanna Laakkonen
• Michael Hardman
• Petr Strelkov
• Risto Väinölä

抄録

両生類-脊椎動物相の要素は，北大西洋と北太平洋の盆地に近接した近縁種と固有の個体群で構成される。これは、ベーリング海峡が最初に開通した鮮新世に最初に北極を横断して分散したことに由来し、その後、氷河と低海面によって北極を通過する通路が断たれた更新世に至るまでの間に、その周辺に分布していました。しかし、その後、北極海を通過する際の氷河や海面の低さに起因して、より複雑な海洋間の親和性や分散の歴史が分子データから明らかになってきました。北極域を越えたダイナミクスと、系統的な多様性を生み出す上での潜在的な飛散-反転サイクルの役割についての一般的な見解を得るために、我々は無脊椎動物と脊椎動物の21属の両生類-脊椎動物の新しい系統地理学的データセットを作成し、ミトコンドリアコード化遺伝子の変異についての同様の公表データセットと組み合わせて、軟体動物、甲殻類、棘皮動物、多毛類、魚類、哺乳類を含む89の比較を行った。鮮新世の単純な発散の歴史に対応しているのは39％に過ぎないが、ほとんどの分類学的グループでは、発散の推定範囲は鮮新世-鮮新世-広新世の時間枠全体を通じたつながりを示唆している。23種の分類群では大洋間交換が繰り返されていたと推定され、最新の接続は通常氷期後であった。このような繰り返しの侵入は、通常は二次的な接触をもたらし、時には異なる侵入波の間で広範囲に交雑することもあった。50％の分類群で後期または後期氷期以降の交換が見られ、北大西洋の現在の多様性にとって比較的最近の侵入が重要であることが強調された。また、個々の分類群には複雑で特異なパターンと歴史が見られ、いくつかの種分化の例が認められた。このデータは、アンフィ・ボア系の種分化の基礎となる単純な大洋間のバイカリアンスのシナリオとは対照的に、この地域の分類群境界の解釈を複雑にする複雑な網目化と侵入のパターンを明らかにしている。

The amphi-boreal faunal element comprises closely related species and conspecific populations with vicarious distributions in the North Atlantic and North Pacific basins. It originated from an initial trans-Arctic dispersal in the Pliocene after the first opening of the Bering Strait, and subsequent vicariance through the Pleistocene when the passage through the Arctic was severed by glaciations and low sea levels. Opportunities for further dispersal have risen at times however, and molecular data now expose more complex patterns of inter-oceanic affinities and dispersal histories. For a general view on the trans-Arctic dynamics and of the roles of potential dispersal-vicariance cycles in generating systematic diversity we produced new phylogeographic data sets for amphi-boreal taxa in 21 genera of invertebrates and vertebrates, and combined them with similar published data sets of mitochondrial coding gene variation, adding up to 89 comparisons involving molluscs, crustaceans, echinoderms, polychaetes, fishes and mammals. Only 39% of the cases correspond with a simple history of Pliocene divergence; in most taxonomical groups, the range of divergence estimates implies connections through the entire Pliocene-Pleistocene-Holocene time frame. Repeated inter-oceanic exchange was inferred for 23 taxa, and the latest connection was usually post-glacial. Such repeated invasions have usually led to secondary contacts and occasionally to widespread hybridization between the different invasion waves. Late- or post-glacial exchange was inferred in 50% of the taxa, stressing the importance of the relatively recent invasions to the current diversity in the Northern Atlantic. Individual taxa also showed complex idiosyncratic patterns and histories, and several instances of cryptic speciation were recognized. In contrast to a simple inter-oceanic vicariance scenario underlying amphi-boreal speciation, the data expose complex patterns of reticulation and introgression that complicate the interpretation of taxon boundaries in the region.

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