Tracing glacial refugia of Triturus newts based on mitochondrial DNA phylogeography and species distribution modeling

Abstract

IntroductionThe major climatic oscillations during the Quaternary Ice Age heavily influenced the distribution of species and left their mark on intraspecific genetic diversity. Past range shifts can be reconstructed with the aid of species distribution modeling and phylogeographical analyses. We test the responses of the different members of the genus Triturus (i.e. the marbled and crested newts) as the climate shifted from the previous glacial period (the Last Glacial Maximum, ~21 Ka) to the current interglacial.ResultsWe present the results of a dense mitochondrial DNA phylogeography (visualizing genetic diversity within and divergence among populations) and species distribution modeling (using two different climate simulations) for the nine Triturus species on composite maps.ConclusionsThe combined use of species distribution modeling and mitochondrial phylogeography provides insight in the glacial contraction and postglacial expansion of Triturus. The combined use of the two independent techniques yields a more complete understanding of the historical biogeography of Triturus than both approaches would on their own. Triturus newts generally conform to the ‘southern richness and northern purity’ paradigm, but we also find more intricate patterns, such as the absence of genetic variation and suitable area at the Last Glacial Maximum (T. dobrogicus), an ‘extra-Mediterranean’ refugium in the Carpathian Basin (T. cristatus), and areas where species displaced one another postglacially (e.g. T. macedonicus and western T. karelinii). We provide a biogeographical scenario for Triturus, showing the positions of glacial refugia, the regions that were postglacially colonized and the areas where species displaced one another as they shifted their ranges.

Efficient screening for ‘genetic pollution’ in an anthropogenic crested newt hybrid zone

“…We focussed on a subset of 15 nuclear markers for which T. carnifex and T. cristatus had species diagnostic allele variants. Additionally, Wielstra et al (2013) used Sanger sequencing to obtain sequence data (658 bp) for one mtDNA marker from across the range of T. carnifex and T. cristatus and we included this marker for SNP discovery. We determined diagnostic SNPs by checking the sequence alignments by eye in MacClade 4.08 (Maddison & Maddison 2005).…”

“…We compared the results of the two genotyping strategies for each marker-individual combination to identify potential differences between the KASP genotyping and Ion Torrent protocols. Similarly, mtDNA sequences were previously obtained by Sanger Sequencing (Wielstra et al 2013;Meilink et al 2015) and compared with the KASP genotyping results.…”

Sexual Dimorphism of the Morphometric Parameters and Peculiarities of the Color Pattern of Karelin's Newt (Amphibia: Caudata: Salamandridae) From the Population in the Burchu-Gol’ Lake

“…14) охарак-теризовал горло у тритонов из Крыма как «густо покрапленное». На наличие мелких или среднего размера угловатых пятен на горле, иногда сливаю-щихся, указывают и публикации по балкано-ана-толийской части ареала s. l. (Olgun et al, 2001;;;Wielstra, 2013 ).…”

“…По нашему мнению, наличие в популяциях особей с лишенным пятен горлом может быть следствием ускоренного прохождения метаморфоза личинка-ми в быстро пересыхающих водоёмах в аридных условиях Крыма (Кукушкин, Кущан, 2015), в ре-зультате чего часть сеголеток покидает воду, со-храняя «личиночный» тип окраски. У подавляющего большинства осо-бей s. l. брюхо равномерно по-крыто округлыми пятнами средней вели-чины, иногда занимающими большую часть его поверхности (Литвинчук, Бор-кин, 2009;Olgun et al, 2001; ; Wielstra et al, 2013 ). Выделение хорошо различимых фенокомплексов окраски вентральных поверхностей, как это было показано в работе для (Рыжов, Свинин, 2013), в нашем случае Çiçek et al, 2010 оказалось проблематичным -возможно, по при-чине недостаточного объема нашей выборки.…”

“…В последние годы утвердилась точка зре-ния, согласно которой представляет со-бой комплекс из нескольких криптических видов, идентификация которых на данном этапе возмож-на лишь по молекулярно-генетическим данным (Wielstra et al, 2013(Wielstra et al, , , 2014Wielstra, Arntzen, 2016). Поэтому в данной работе для популяций…”