Systematic Biology
https://academic.oup.com/sysbio/advance-...syaf032/8129685

Phylogenomische und populationsgenomische Analysen ultrakonservierter Elemente enthüllen tiefgreifende, durch Koaleszenz und Introgression geprägte Diversifikationsmuster bei Lamprologine-Buntbarschen des Kongo-Flusses

Phylogenomic and Population Genomic Analyses of Ultraconserved Elements Reveal Deep Coalescence and Introgression Shaped Diversification Patterns in Lamprologine Cichlids of the Congo River

Autoren:

Fernando Alda, S Elizabeth Alter, Naoko P Kurata, Prosanta Chakrabarty, Melanie LJ Stiassny,

Phylogenomische und populationsgenomische Analysen ultrakonservierter Elemente enthüllen durch tiefe Koaleszenz und Introgression geformte Diversifikationsmuster bei Lamprologine-Buntbarschen des Kongo-Flusses,

Systematic Biology, 2025;, syaf032,
DOI: https://doi.org/10.1093/sysbio/syaf032



Oben – Dies stammt nicht aus der oben diskutierten Forschung. Zur Veranschaulichung: Artenverteilung von vier endemischen 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 entlang des unteren Kongo-Flusses: 𝐿. 𝑤𝑒𝑟𝑛𝑒𝑟𝑖, 𝐿. 𝑡𝑖𝑔𝑟𝑖𝑝𝑖𝑐𝑡𝑖𝑙𝑖𝑠, 𝐿. 𝑚𝑎𝑟𝑘𝑒𝑟𝑡𝑖 und 𝐿. 𝑙𝑒𝑡ℎ𝑜𝑝𝑠. Ein Querschnittsdiagramm der Höhenlage von Ost nach West ist unten dargestellt. (A)–(E) sind Abstammungspaare, für die die Genflussmodellauswahl mit Fastsimcoal2 durchgeführt wurde, entsprechend Abb. 3 (A)–(E).
Auswirkungen quartärer Klimaveränderungen auf die Diversifizierung von Flussbuntbarschen im Unterlauf des Kongo – DOI:https://doi.org/10.1093/gbe/evaa144
Unten – Grafische Darstellung der wichtigsten Hybridisierungsereignisse, die zwischen Arten der CR-Familie 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 abgeleitet wurden, basierend auf den beiden wichtigsten phylogenomischen Hypothesen unter Verwendung von DSuite (MSC: Artenbaum und ML: Maximum Likelihood). Die Zahlen neben den Pfeilen zeigen die Werte der F-Zweig-Statistik. b) Geschätzte Alter (mittlerer tMRCA ± 95 % HPD) für die Knoten in der CR-Familie 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 basierend auf dem fossilkalibrierten Zeitbaum, der in BEAST2 erstellt wurde. Zahlen mit einem Sternchen zeigen unterschiedliche Beziehungen in den MSC- und ML-Bäumen an. Knoten OUT stellt den tMRCA zwischen der CR 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠-Klade und allen LT-Lamprologinen in der Outgroup dar.

Abstrakt:

Forscher, die die Lamprologine-Buntbarsche des Kongo-Flusses untersuchen, rekonstruieren die Evolutions-, Populations- und biogeografische Geschichte dieser außergewöhnlich vielfältigen Klade, zu der insbesondere der einzige bekannte blinde und depigmentierte Buntbarsch, der 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑙𝑒𝑡ℎ𝑜𝑝𝑠, gehört. Hier schlagen sie auch die taxonomische Beschränkung der Gattung 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 auf ausschließlich die Taxa des Kongo-Flusses vor, wobei die 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 des Tanganjikasees der Gattung 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 zugeordnet werden (siehe vorerst unten).

„Die komplexe Evolutionsgeschichte dieser Gruppe – gekennzeichnet durch introgressive Hybridisierung, gefolgt von einer schnellen Reihe von Isolation und Rekombination – veranschaulicht die vielschichtige Dynamik der Artbildung, die die reiche Artenvielfalt dieser Region geprägt hat.“

Um den ehemaligen Arten des Tanganjikasees 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 gerecht zu werden und als vorübergehende Lösung schlagen wir ihre generische Neuzuordnung zu 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 vor (Colombé und Allgayer 1985). Obwohl wir erkennen, dass dies wenig dazu beiträgt, die Nomenklaturprobleme und letztlich die notwendigen generischen Zuordnungen für die verschiedenen Arten des Tanganjikasees 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 zu lindern, macht es zumindest 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 monophyletisch."

Vorgeschlagene Arten aus dem Tanganjikasee zur Neuzuordnung von 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 zu 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 -

𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑜𝑐𝑒𝑙𝑙𝑎𝑡𝑢𝑠 > 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑜𝑐𝑒𝑙𝑙𝑎𝑡𝑢𝑠
𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑏𝑟𝑒𝑣𝑖𝑠 > 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑏𝑟𝑒𝑣𝑖𝑠
𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑐𝑎𝑙𝑙𝑖𝑝𝑡𝑒𝑟𝑢𝑠 > 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑐𝑎𝑙𝑙𝑖𝑝𝑡𝑒𝑟𝑢𝑠
𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑐𝑎𝑙𝑙𝑖𝑢𝑟𝑢𝑠 > 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑐𝑎𝑙𝑙𝑖𝑢𝑟𝑢𝑠
𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙𝑖𝑚𝑢𝑠 > 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙𝑖𝑚𝑢𝑠
𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 > 𝑁𝑒𝑖𝑛𝑒𝑟 𝑙𝑒𝑖𝑟𝑖𝑖
𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑓𝑎𝑠𝑐𝑖𝑎𝑡𝑢𝑠 > 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑓𝑎𝑠𝑐𝑖𝑎𝑡𝑢𝑠
𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑜𝑟𝑛𝑎𝑡𝑖𝑝𝑖𝑛𝑛𝑖𝑠 > 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑜𝑟𝑛𝑎𝑡𝑖𝑝𝑖𝑛𝑛𝑖𝑠
𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑜𝑠𝑢𝑠 > 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑜𝑠𝑢𝑠
𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑠𝑡𝑎𝑝𝑝𝑒𝑟𝑠𝑖 > 𝑁𝑒𝑜𝑙𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 𝑠𝑡𝑎𝑝𝑒𝑟𝑠𝑖

„Eine vollständige nomenklatorische Lösung dieser taxonomischen Nichtübereinstimmung erfordert detaillierte Überarbeitungsarbeiten und geht eindeutig über den Rahmen der vorliegenden Studie hinaus."

Das Verständnis der Triebkräfte der Diversifikation ist ein zentrales Ziel der Evolutionsbiologie, kann aber eine Herausforderung darstellen, wenn sich Linien schnell ausbreiten und/oder häufig kreuzen. Buntbarsche der Tribus Lamprologini, einer außergewöhnlich vielfältigen Klade aus dem Kongobecken, veranschaulichen diese Probleme: Ihre Evolutionsgeschichte ließ sich nur schwer mit früheren Datensätzen verknüpfen, insbesondere im Hinblick auf die flussbewohnenden Linien der Gattung 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠. Zu dieser Klade gehört insbesondere der einzige bekannte blinde und depigmentierte Buntbarsch, 𝐿. 𝑙𝑒𝑡ℎ𝑜𝑝𝑠.

Hier haben wir die Evolutions-, Populations- und biogeografische Geschichte einer 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠-Klade aus dem Kongo-Fluss rekonstruiert, indem wir genomische Daten nutzten und über 50 Lamprologin-Arten aus der gesamten Tanganjikasee-Radialisierung beprobten. Diese Studie bietet die bislang umfassendste Abdeckung der Flusstaxa innerhalb dieser Klade lakustrinen Ursprungs auf Artenebene. Wir fanden heraus, dass im mittleren bis späten Pliozän zwei Linien von Tanganjikasee-Lamprologinen unabhängig voneinander den Kongo-Fluss besiedelten, wo sie sich anschließend hybridisierten und diversifizierten und die heutige monophyletische Gruppe der Fluss-𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 bildeten. Unsere Schätzungen der Divergenzzeit und Introgression stimmen mit der geologischen Geschichte der Region überein und deuten auf eine schnelle Artbildung bei 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠-Arten aus dem Kongo-Fluss hin, die durch stromschnellenbedingte Vikarianz und Wasserstandsschwankungen sowie wiederholte Episoden sekundären Kontakts und der Vernetzung gekennzeichnet war.

Aufgrund unserer Analysen schlagen wir vor, die Gattung 𝐿𝑎𝑚𝑝𝑟𝑜𝑙𝑜𝑔𝑢𝑠 taxonomisch auf Taxa des Kongo-Flusses zu beschränken. Die komplexe Evolutionsgeschichte dieser Gruppe – gekennzeichnet durch introgressive Hybridisierung, gefolgt von einer schnellen Abfolge von Isolation und Rekombination – veranschaulicht die vielschichtige Dynamik der Artbildung, die die reiche Biodiversität dieser Region geprägt hat.

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