[論文レビュー] Intérêts et limites de l'approche moléculaire pour aborder la biogéographie et la spéciation : l'exemple de quelques Mammifères d'Afrique tropicale

Sophie Quérouil|ArXiv.org|Mar 23, 2007

Evolution and Paleontology Studies参考文献 364被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、アフリカ熱帯性哺乳類（インセクチバリア目、Rodentia目、Primates目）のミトコンドリアDNAを用いて、生物地理学的および種分化の分子的手法を評価する。Plio-Pleistocene期の分岐的出来事は小型哺乳類の遺伝的分岐を駆り、サル科のアロパトリック種分化はミオセン期およびプラエストセン期の地質的変化によって形作られ、避難所仮説を支持するが、河川的・古地理的障壁の存在も排除しない。

ABSTRACT

We attempted to test biogeographic hypotheses proposed for the evolution of tropical faunas using mitochondrial DNA sequences of selected African mammalian taxa (Insectivora, Rodentia and Primates). 1/ we constructed a molecular phylogeny of taxa in order to ascertain their monophyly and calibrate a molecular clock; 2/ we analysed and compared the phylogeographic patterns of five forest-dwelling taxa; 3/ we evaluated the evolutionary processes potentially involved in the speciation of cercopithecine Primates. Phylogenetic results confirm that gene history is not necessarily the same as organism history. Phylogeographic analyses reveal distinct patterns for each model species, suggesting differences in initial distributions or different responses to the same events. They indicate a role of Plio-Pleistocene vicariance events in the intra-specific diversification of small mammals. Thus, genetic divergence would be much older than the last glacial cycles. In cercopithecine Primates, speciation would have been predominantly allopatric and driven by Miocene and Pliocene vicariance events. Altogether, results give support to the refuge hypothesis, without excluding the riverine barrier nor the paleogrographic ones. They emphasize the role of paleo-ecological changes in generating diversity and of the main riverine barriers in shaping the present distribution of that diversity.

研究の動機と目的

• 分子データを用いてアフリカ熱帯性動物相の生物地理的仮説を検証すること。
• アフリカの哺乳類分類群において、遺伝子系統樹が生物の進化的歴史を反映しているかどうかを評価すること。
• 5種の森林生息哺乳類における系統地理的パターンを比較すること。
• サル科のアロパトリック種分化における分岐的出来事と環境変化の役割を評価すること。
• 古代生態的変化と河川的障壁が現在の種分布に与える相対的寄与を特定すること。

提案手法

• 選択された分類群の単系統性を評価するために、ミトコンドリアDNA配列を用いて系統樹を構築した。
• 化石または地質的分岐時刻推定値を用いて、分子時計を補正した。
• 5種の森林生息哺乳類における系統地理的パターンを分析し、系統分化と分布のシフトを比較した。
• 遺伝的分岐時刻を追跡することで、気候的・地質的変化と相対する種分化イベントの時期を推定した。
• Plio-Pleistocene期の気候変動と河川的障壁が系統の隔離に果たす役割を評価した。
• 結果を避難所仮説と他のモデル（例：河川的障壁、古地理的変化）と統合した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ミトコンドリアDNAの系統樹は、アフリカ熱帯性哺乳類の真の進化的歴史をどの程度反映しているか？
• RQ2 共通の環境的出来事に対して、森林生息哺乳類分類群間で系統地理的パターンはどのように異なるか？
• RQ3 小型哺乳類における遺伝的分岐の時期とメカニズムは、最終氷河期サイクルと比較してどの程度か？
• RQ4 Mioセン期およびPlio-Pleistocene期の分岐的出来事が、サル科のアロパトリック種分化にどの程度寄与したか？
• RQ5 古代生態的変化と河川的障壁は、アフリカ熱帯性哺乳類の現在の種分布にどのように共同で影響を与えたか？

主な発見

• 遺伝子系統樹は、常に生物の歴史を反映しているわけではない。これは、遺伝的系統と種の系統の間に不一致が生じうることを示唆している。
• 5種の森林生息分類群間で系統地理的パターンに顕著な差が認められ、環境変化への歴史的反応の違いを示唆している。
• 小型哺乳類の遺伝的分岐は、最終氷河期サイクルよりも前から始まっており、Plio-Pleistocene期の分岐的出来事が種内多様化の主な駆動要因であったことを示している。
• サル科のアロパトリック種分化は、主にMioセン期およびPlio-Pleistocene期の地質的・気候的変化と関連していた。
• 結果は、避難所仮説が多様化を理解するための枠組みとして支持されるが、河川的・古地理的障壁も重要な役割を果たしている。
• 古代生態的変化と主要な河川系は、アフリカ熱帯性哺乳類多様性の現在の分布と遺伝的構造を形作る主要因であった。