The multiple applications of DNA barcodes in avian evolutionary studies

Abstract

DNA barcodes of birds are currently available for 41% of known species and for many different geographic areas; therefore, they are a rich data source to answer evolutionary questions. We review studies that have used DNA barcodes to investigate evolutionary processes in birds using diverse approaches. We also review studies that have investigated species in depth where taxonomy and DNA barcodes present inconsistencies. Species that showed low genetic interspecific divergence and lack of reciprocal monophyly either are the result of recent radiation and (or) hybridize, while species with large genetic splits in their COI sequences were determined to be more than one independent evolutionary unit. In addition, we review studies that employed large DNA barcode datasets to study the molecular evolution of mitochondrial genes and the biogeography of islands, continents, and even at a multi-continental scale. These studies showed that DNA barcodes offer high-quality data well beyond their main purpose of serving as a molecular tool for species identification.Key words: birds, biogeography, cryptic species, diversification, radiation.Résumé : Des codes à barres de l'ADN sont présentement disponibles pour 41% des espèces connues et pour plusieurs régions géographiques; ils constituent une riche source de données pour répondre à des questions sur l'évolution. Les auteurs passent en revue les études qui ont été réalisées à l'aide de codes à barres afin d'étudier les processus évolutifs chez les oiseaux au moyen de diverses approches. Les auteurs examinent des études qui ont investigué des espèces en profondeur et où la taxonomie et les codes à barres présentent des discordances. Des espèces qui présentaient une faible divergence génétique intra-spécifique et une absence de monophylie récip-roque ont été identifiées comme étant le produit de radiations récentes ou d'hybridation. Par contre, il a été déterminé que les espèces présentant une séparation génétique nette de leurs séquences COI reflétaient plus d'une unité ayant évolué indépendamment. Les auteurs ont également examiné des études qui ont employé de grands jeux de données de codes à barres pour étudier l'évolution moléculaire au sein des gènes mitochondriaux et la biogéographie des îles, des continents et même à l'échelle multi-continentale. Ces études ont montré que les codes à barres de l'ADN procurent des données de grande qualité bien au-delà de leur objectif principal de servir d'outils moléculaires pour l'identification des espèces. [Traduit par la Rédaction]

Molecular genetic studies of Chilean avifauna: an overview about current progress

“…This type of analysis contributes to clarifying the underlying genetics of adaptive phenotypes in natural populations (Höglung, 2009). In birds, genetic molecular data have been analyzed to assess the action of natural selection mainly in association with geographic isolation, as this factor can affect the evolution of organisms, as has been documented in different bird species (Cheviron and Brumfield 2009;Kerr 2011;Ribeiro et al 2011;Barreira et al 2016). However, no major studies have been published on this issue for Chilean birds, except those that have analyzed the variation among species to assess evidence of signatures of selection on the mitochondrial genome based on the complete genome sequences (Cerasale et al 2012;Ramos et al 2018).…”

Mitonuclear Mate Choice: A Missing Component of Sexual Selection Theory?

“…Moreover, strong mating preferences for conspecific versus heterospecific ornamentation are typically reported (Figure ) . The great majority of bird species have a mitochondrial genotype that varies little within species but that is distinctly different between species . Moreover, the transition between species‐typical mitochondrial type very often coincides with a transition in ornament type (Figure ).…”

From Barcodes to Biomes: Special Issues from the 6th International Barcode of Life Conference

“…The generation of large datasets of standardized DNA barcodes for focal habitats and geographic regions is also enabling other lines of enquiry, integrating phylogeography, biogeography, speciation, and molecular evolution (Barreira et al 2016;Mitterboeck et al 2016). Barreira et al (2016) review the multiple avian studies that have gone beyond specimen identification and analyzed the evolution of birds using DNA barcodes.…”

“…Barreira et al (2016) review the multiple avian studies that have gone beyond specimen identification and analyzed the evolution of birds using DNA barcodes. Birds are an excellent model for the study of evolution because their taxonomy and systematics are very well known, and around 60% of bird species have already been DNA barcoded.…”