Advertisement

Genetic variation and geographical structure of five mouse-sized opossums (Marsupialia, Didelphidae) throughout the Guiana Region

Authors

  • Cynthia Steiner,

    1. Institut des Sciences de l’ Evolution de Montpellier, Laboratoire de Paléontologie, Université Montpellier II, Montpellier Cedex, France
    Search for more papers by this author
  • François M. Catzeflis

    Corresponding author
      François M. Catzeflis, Institut des Sciences de l’ Evolution de Montpellier, Laboratoire de Paléontologie, Université Montpellier II, Place Eugène Bataillon, Case Courrier 064, 34095 Montpellier Cedex 05, France. E-mail: catz@isem.univ-montp2.fr
    Search for more papers by this author

François M. Catzeflis, Institut des Sciences de l’ Evolution de Montpellier, Laboratoire de Paléontologie, Université Montpellier II, Place Eugène Bataillon, Case Courrier 064, 34095 Montpellier Cedex 05, France. E-mail: catz@isem.univ-montp2.fr

Abstract

Aim and location  To study the patterns of genetic variation and geographical structure of five forest-dwelling didelphid species distributed throughout the Guiana Region (Marmosops parvidens, M. pinheiroi, Monodelphis brevicaudata, Marmosa murina, Micoureus demerarae) and place the results for wide-ranging species (M. murina, M. demerarae) in the broader geographical context of the rest of the taxon ranges based on published data.

Methods  Variation in the mitochondrial cytochrome b gene were analysed in order to assess intra-specific sequence divergence as well as haplotypic and nucleotide diversity among populations. Relationships between haplotypes were inferred by cladistic (maximum parsimony) and probabilistic (maximum likelihood) approaches, allowing comparisons between tree topologies and patterns of populations geographical distribution.

Results  Phylogenetic analysis of the Guiana Region populations suggest the lack of common patterns of geographical structure among mouse-sized opossums except for both Marmosops species. Marmosops parvidens and M. pinheiroi showed individuals from Surinam strongly related with those from Guyana, and haplotypes from French Guiana having a basal position. Concerning Micoureus demerarae, haplotypes from Venezuela were positioned as ancestral, in contrast with Monodelphis brevicaudata, whose French Guiana haplotypes were clustered in a basal position. No evidence of geographical structure was observed for Marmosa murina. Genetic variation within Guiana Region populations fluctuated between 1% for M. murina and 7% in the case of M. brevicaudata. Regarding the widely distributed species, phylogeographical structure at the scale of the Amazon Basin suggests that Guiana Region populations are the sister group of south-eastern Amazonian and Atlantic Forest populations, thus resulting in an eastern clade well separated from the western Amazonian regions.

Main conclusions  Monophyly of mouse-sized opossums haplotypes over the Guiana Region confirms the presence of a well-differentiated zoogeographical area relative to other Amazonia bioregions. Low genetic diversity among Guiana Region samples suggests a relatively recent origin of populations dating from later Miocene and Pleistocene periods. Moreover, nucleotide and haplotypic diversity values suggest an evolutionary scenario of rapid population growth and dispersal over the Guiana territory, from an ancestral population with small effective size. Dispersal events – rather than vicariance – seem to be responsible for the present genetic and phylogeographical patterns observed in the Guiana Region.

Resumen

Objetivos  estudiar los patrones de variación genética y de la estructuración geográfica de cinco especies de didélfidos distribuidas en el Escudo Guyanés (Marmosops parvidens, M. pinheiroi, Monodelphis brevicaudata) y en la cuenca Amazónica (Marmosa murina, Micoureus demerarae).

Métodos  la variación del gen mitocondrial cytocromo-b fue analizada con la finalidad de determinar la divergencia de las secuencias a nivel intra-específico, así como la diversidad nucleotídica y haplotípica entre las poblaciones. Las relaciones filogenéticas entre los haplotipos fueron inferidas a partir de los análisis cladistas y probabilistas, los cuales permitieron comparar la topología de los filogramas con los patrones de distribución geográfica de las poblaciones.

Resultados  los análisis filogenéticos de las poblaciones del Escudo Guyanés sugieren la ausencia de un patron común de estructuración geográfica de los pequeños didélfidos, a excepción de ambas especies de Marmosops. Marmosops parvidens y M. pinheiroi presentaron a los individus de Surinan y de Guyana como fuertemente emparentados, y a los haplotipos de Guyana francesa como grupo basal. Micoureus demerarae mostró a los haplotipos de Venezuela como grupo ancestral, a diferencia de Monodelphis brevicaudata, quien presentó como haplotipos basales a los individuos de Guyana francesa. No se observó evidencias de una estructuración geográfica de Marmosa murina. La variación genética de las poblaciones del Escudo Guyanés fluctuó entre 1–7%, como en el caso de M. murina y M. brevicaudata respectivamente. Con relación a las especies ampliamente distribuidas en la cuenca Amazónica, la estructuración geográfica de las bioregiones sugiere que las poblaciones del Escudos Guyanés son el grupo hermano de la región del Sur-Oeste Amazónico y de la Mata Atlántica, formando un clado oriental genéticamente mas emparentado con respecto a las poblaciones provenientes del Oeste Amazónico.

Conclusiones  el origen monofilético de los haplotipos de los pequeños didélfidos en el Escudo Guyanés, confirma la presencia de una zona zoogeográfica bien diferenciada de las otras regiones de la cuenca Amazónica. La baja diversidad genética en el Escudo Guyanés sugiere un origen relativamente reciente de las poblaciones, situado entre el Miocene tardio y el Pleistoceno. Los valores de diversidad haplotípica y nucleotídica sugieren un escenario evolutivo caracterizado por un rápido crecimiento poblacional y dispersión sobre el territorio Guyanés, a partir de una población ancestral con una talla eficaz reducida. Igualmente, los eventos de dispersión, mas que la vicarianza, parecieran ser responsables de los patrones genéticos y geográficos observados en el Escudo Guyanés.

Ancillary