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Keywords:

  • Allozymes;
  • dispersal barriers;
  • gene flow;
  • hybrid populations;
  • range expansion

Abstract

As a consequence of postglacial range expansion, hybrid zones evolved where different genetic lineages met. In this study, we analysed the Chalk-hill Blue Polyommatus coridon all along the contact zone of two expansive lineages. This zone stretches from the sandy areas of north-eastern Germany, along the mountain ranges of the German–Czech border and throughout the eastern Alps. We studied allozymes (19 loci) of 38 populations (1542 individuals) and compared these data sets against 15 populations of the western and 15 populations of the eastern lineages and found different degrees of hybridization. Thus, the calcareous regions of Thuringia and Sachsen-Anhalt were mostly colonized by the western lineage. The middle mountain ranges between Bavaria and Bohemia represented a strong barrier blocking further expansion and thus completely impeding hybridization in this region. More intense hybridization was detected in the populations of the eastern Alps, especially in the north-eastern part, where the Danube most probably acted as an expansion corridor for both lineages followed by intensive hybridization. In the south-eastern Alps, hybrid populations were mostly detected in the easternmost parts and along the larger river valley of Drava and Mur; pure western populations dominated in the other areas of this region. These results show that the degree of hybridization along a contact zone is correlated with the ecological demands of a species and the regional physical geographic circumstances. This finding was proved for the Chalk-hill Blue in our study but is also the most likely scenario in most animal and plant species.

Zusammenfassung

Als eine Konsequenz der postglazialen Arealexpansionen entwickelten sich Hybridzonen, in denen unterschiedliche genetische Linien aufeinandertreffen. In dieser Arbeit analysieren wir den Silbergrünen Bläuling Polyommatus coridon entlang der Kontaktzone zweier seiner Linien. Diese Zone erstreckt sich von den Sandgebieten Nordostdeutschlands, entlang der deutsch-tschechischen Grenze und durch die östlichen Alpen. Wir untersuchten Allozyme (19 Loci) von 38 Populationen (1.542 Individuen) und vergleichen diese Datensätze gegen 15 Populationen der westlichen und 15 Populationen der östlichen Linie, wobei wir unterschiedliche Grade der Hybridisierung feststellen konnten. Die Kalkgebiete Thüringens und Sachsen-Anhalt sind weitgehend durch die westliche Linie besiedelt. Die Mittelgebirgsketten zwischen Bayern und Böhmen stellen eine starke Barriere dar, die eine weitere Ausbreitung blockiert, wodurch sie eine Hybridisierung in dieser Region vollkommen unterbindet. Intensivere Hybridisierungen wurden jedoch in den östlichen Alpen festgestellt, vor allem in ihrem nordöstlichen Teil, wo die Donau vermutlich als Expansionskorridor für beide Linien diente, gefolgt von intensiver Hybridisierung. In den südöstlichen Alpen wurden Hybridpopulationen vor allem im östlichsten Teil entlang der größeren Flusssysteme Drau und Mur detektiert; reine Westpopulationen dominierten in anderen Bereichen der Region. Diese Ergebnisse zeigen, dass der Grad der Hybridisierung entlang der Kontaktzone einer Art mit ihren ökologischen Ansprüchen und den physisch-geographischen Umständen korreliert ist. Diese Feststellung konnte in unserer Studie für den Silbergrünen Bläuling bewiesen werden, ist aber auch das wahrscheinlichste Szenario für die meisten Tier- und Pflanzenarten.