1. Integrating ecological and molecular data to investigate species maintenance and interspecific hybridization between the redbreast sunfish (Lepomis auritus) and the pumpkinseed sunfish (Lepomis gibbosus)
- Author
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Jr., Richard Flamio, Levano, Samantha R., Kashiwagi, Tom, Makkay, Amanda M., and Hekkala, Evon R.
- Subjects
Hybridization -- Research ,Zoological research ,Sunfishes -- Environmental aspects -- Genetic aspects ,Zoology and wildlife conservation - Abstract
True sunfishes (genus Lepomis Rafinesque, 1819) of North America are renowned for hybridization, although hybrids often comprise only a fraction of the sunfish population in natural systems. Species boundaries may be maintained through premating mechanisms (e.g., ethological and habitat isolation), which may be facilitated by the promiscuous sunfish mating system; primarily, singular males guard nests that multiple females visit. Natural hybridization occurs between redbreast (Lepomis auritus (Linnaeus, 1758)) and pumpkinseed (Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758)) sunfishes, but there is no published research on its extent and causes. In this study, we assessed the relationship between ecological variables and the prevalence of hybridization in a sunfish population in a freshwater lake. Nests of both species were evaluated for differences in substrate, date, water depth, temperature, and dissolved oxygen. Sequencing of one fragment of nuclear DNA (calmodulin intron 4) and one fragment of mitochondrial DNA (12S) was employed on adult males and eight offspring from each nest to determine genetic identity and hybridization direction. Nonparametric tests found a significant difference in substrate between species' nests (p < 0.01), warranting further investigation into nest substrate as a mechanism for species maintenance. Furthermore, we observed asymmetrical hybridization with the less abundant species (redbreast sunfish) disproportionately affected. Key words: ecology, genetics, species boundaries, redbreast sunfish, pumpkinseed sunfish, Lepomis auritus, Lepomis gibbosus Les vrais crapets (genre Lepomis Rannesque, 1819) d'Amérique du Nord sont reconnus pour leur hybridation, bien que les hybrides ne constituent souvent qu'une fraction de la population de crapets dans les systèmes naturels. Les limites entre espèces pourraient être maintenues par des mécanismes précédant l'accouplement (p. ex., isolement éthologique et des habitats), qui pourraient être facilités par la promiscuité qui caractérise le système d'accouplement des crapets, des nids visités par de multiples femelles étant principalement gardés par des mâles singuliers. Une hybridation naturelle se produit entre les crapets rouges (Lepomis auritus (Linnaeus, 1758)) et les crapets-soleils (Lepomis gibbosus (Linnaeus, 1758)), mais l'ampleur et les causes de ce phénomène ne font l'objet d'aucune recherche publiée. Nous évaluons la relation entre des variables écologiques et la prévalence de l'hybridation dans une population de crapets dans un lac d'eau douce. Nous évaluons les différences de substrat, de date, de profondeur de l'eau, de température et de concentration d'oxygène dissous entre des nids des deux espèces. Le séquençage d'un fragment d'ADN nucléaire (intron 4 de la calmoduline) et d'un fragment d'ADN mitochondrial (12S) est utilisé pour des mâles adultes et huit rejetons de chacun des nids afin de déterminer l'identité génétique et la direction d'hybridation. Des tests non paramétriques révèlent une différence significative des substrats entre les nids des deux espèces (p < 0,01), ce qui justifie un examen plus poussé du substrat du nid comme mécanisme de maintien des espèces. Nous observons en outre une hybridation asymétrique dans laquelle l'espèce la moins abondante (le crapet rouge) est touchée de manière disproportionnée. [Traduit par la Rédaction] Mots-clés : écologie, génétique, limites entre espèces, crapet rouge, crapet-soleil, Lepomis auritus, Lepomis gibbosus, Introduction Understanding how and why hybridization occurs among recognized species and how it affects species boundaries remains an important endeavor in evolutionary biology. There is substantial evidence in nature that [...]
- Published
- 2022
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