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Keywords:

  • Amphibia: Mantellidae: Mantella viridis;
  • Madagascar;
  • microendemism;
  • adaptive diversification;
  • cytochrome b

Abstract

Mantella viridis is a threatened poison frog species endemic to the ecologically very heterogeneous northern region of Madagascar. The existence of several colour morphs within M. viridis and its very low genetic differentiation to the allopatrically distributed Mantella ebenaui raise questions about the processes driving the differentiation between these poison frog populations and about their taxonomic status. Using a DNA fragment of 476 nucleotides of the mitochondrial cytochrome b gene from 240 individuals of this species complex, we investigated the genetic variability of all known colour morphs of M. viridis, sampling this species throughout its known range, as well as several populations of M. ebenaui. Our genetic results confirm that M. viridis and M. ebenaui are closely related but reveal that no haplotype sharing occurs between these two taxa. Further, our molecular analyses provided evidence for barriers to gene flow among some of the colour morphs. Estimates of overlap of bioclimatic envelopes as assessed by ecological niche modelling also suggest a distinct bioclimatic niche of some of the lineages studied.

Zusammenfassung

Mantella viridis ist eine bedrohte Art madagassischer Giftfrösche, deren Verbreitung auf die ökologisch sehr heterogene Nordspitze Madagaskars beschränkt ist. Jüngere Untersuchungen haben unterschiedliche Farbmorphen von M. viridis und eine anscheinend sehr geringe genetische Distanz der Art zu ihrer Schwesterart M. ebenaui nachgewiesen. Dies wirft Fragen zum taxonomischen Status dieser Populationen und zu den Differenzierungsprozessen auf, die zu ihrer Ausbildung in Nordmadagaskar geführt haben. Um zur Klärung dieser Fragen beizusteuern, untersuchten wir die genetische Variabilität und Differenzierung von M. viridis und M. ebenaui auf der Basis von DNA Sequenzen des mitochondrialen Cytochrome b-Gens (476 Nukleotide) von insgesamt 240 Individuen, unter Abdeckung des gesamten Verbreitungsgebiets und aller bekannten Populationen von M. viridis. Unsere Ergebnisse bestätigen die geringe Ausprägung mitochondrialer Unterschiede zwischen M. ebenaui und M. viridis, obwohl beide Arten reziprok monophyletische Linien bilden und keine gemeinsamen Haplotypen besitzen. Trotz gemeinsamer Haploytpen zwischen mehrerer der anderen Farbmorphen in Nordmadagaskar und dem Nachweis von Isolationsprozessen abhängig von der geographischen Distanz konnten unsere Analysen Genfluss-Barrieren zwischen einigen Farbmorphen von M. viridis nachweisen. Zudem zeigten Analysen ihrer bioklimatischen Nischen, dass M. ebenaui in bioklimatisch unterschiedlichen Gebieten im Vergleich zu den anderen Farbmorphen lebt.

Schlüsselwörter: Amphibia: Mantellidae: Mantella viridis, Madagaskar, Mikroendemismus, adaptive Diversifizierung, Cytochrome b.