Early and dynamic colonization of Central America drives speciation in Neotropical army ants
Early and dynamic colonization of Central America drives speciation in Neotropical army ants
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中美洲的早期和动态殖民推动了新热带行军蚁的物种形成
DOI：
10.1111/mec.13846
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发表时间：
2017
影响因子：
4.9
通讯作者：
Moreau, Corrie S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Winston, Max E.;Kronauer, Daniel J.;Moreau, Corrie S.
巴拿马地峡的出现是近代地质史上最重要的事件之一，但其发生的时间和在基本演化过程中的作用仍然存在争议。虽然地峡的形成大约在 300 万年前（Ma）完成，但最近的研究表明之前存在过洲际生物交换。特别是，早期间歇性陆桥促进殖民化的可能性构成了地峡完全闭合之前物种形成和殖民化的潜在机制。为了检验这一假设，我们采用基因组方法来研究行军蚁属 Eciton 的生物地理学，这是新热带雨林中的一组重要节肢动物捕食者。行军蚁群无法跨水分散，因此非常适合研究陆桥形成的生物地理影响。使用简化的代表性基因组测序方法，我们表明，所有严格的中美洲 Eciton 谱系在 4 到 7 Ma 之间都与它们各自的南美姐妹谱系发生了分歧，明显早于地峡完全闭合。此外，三个谱系对在哥斯达黎加和尼加拉瓜形成了广泛且一致的次要接触区，没有基因流动的证据。这种离散且重复的生物地理模式表明，至少有两波行军蚁扩散到中美洲，它们之间存在显着的遗传分化时间。因此，通过整合系统发育、群体基因组和地理证据，我们表明，中美洲在新兴的巴拿马地峡的早期殖民推动了射电蚁的平行物种形成。
The emergence of the Isthmus of Panama is one of the most important events in recent geological history, yet its timing and role in fundamental evolutionary processes remain controversial. While the formation of the isthmus was complete around 3 million years ago (Ma), recent studies have suggested prior intercontinental biotic exchange. In particular, the possibility of early intermittent land bridges facilitating colonization constitutes a potential mechanism for speciation and colonization before full closure of the isthmus. To test this hypothesis, we employed genomic methods to study the biogeography of the army ant genusEciton, a group of keystone arthropod predators in Neotropical rainforests. Army ant colonies are unable to disperse across water and are therefore ideally suited to study the biogeographic impact of land bridge formation. Using a reduced representation genome sequencing approach, we show that all strictly Central American lineages ofEcitondiverged from their respective South American sister lineage between 4 and 7 Ma, significantly prior to the complete closure of the isthmus. Furthermore, three of the lineage pairs form extensive and coincident secondary contact zones in Costa Rica and Nicaragua, with no evidence of gene flow. Such a discrete and repeated biogeographic pattern indicates at least two waves of army ant dispersal into Central America that were separated by significant genetic divergence times. Thus, by integrating phylogenomic, population genomic and geographic evidence, we show that early colonization of Central America across the emerging Isthmus of Panamá drove parallel speciation inEcitonarmy ants.
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