Does Channel Island Acmispon (Fabaceae) form cohesive evolutionary groups?

Authors

Mitchell E. McGlaughlin, School of Biological Sciences, University of Northern Colorado, Greeley, COFollow
Lynn Riley, Department of Biology, University of South Dakota, Vermillion, SDFollow
Kaius Helenurm, Department of Biology, University of South Dakota, Vermillion, SDFollow
Lisa E. Wallace, Department of Biological Sciences, Old Dominion University, Norfolk, VAFollow

Abstract

The California Channel Islands are unique relative to other island chains due to their close proximity to the California mainland and the fact that individual islands, or groups of islands, vary in their distance to the mainland and other islands. This orientation raises questions about whether island taxa with widespread distributions form cohesive evolutionary units, or if they are actually composed of several distinct evolutionary entities, either derived from independent mainland-to-island colonization events or divergence due to prolonged allopatric isolation. The 4 northern islands are clustered in a line (6–8 km separation among islands), while the 4 southern islands are widely spaced (34–45 km separation among islands), which should impact the amount of gene flow and genetic connectivity among islands. We used nuclear microsatellite markers to examine the genetic structure and cohesion of 2 island shrubs, Acmispon dendroideus and A. argophyllus, which are widely distributed across the California Channel Islands. Both focal species contain varieties with multi-island distributions, with A. dendroideus exhibiting a greater distribution on the northern islands and A. argophyllus exhibiting a greater distribution on the southern islands. Substantial genetic divergence was observed for 2 single-island endemic varieties, A. dendroideus var. traskiae and A. agrophyllus var. niveus, confirming that allopatric isolation can lead to genetic divergence. The widespread Acmispon dendroideus var. dendroideus and single-island endemic A. dendroideus var. veatchii formed a cohesive evolutionary group that spans all 4 northern islands and 1 southern island, Santa Catalina, indicating that the northern and southern islands have been genetically linked in the past but do not display evidence of contemporary gene flow. In contrast, widespread A. argophyllus var. argenteus was composed of moderately distinct genetic groups on each of the 4 southern islands, with no evidence of recent gene flow among islands. These results demonstrate that isolation among islands has led to significant divergence among the southern islands, but that the commonly recognized split between northern and southern islands does not impact all taxa equally.


Las Islas del Canal de California son únicas en comparación a otras cadenas de islas dada su proximidad con California y al hecho de que las islas individuales, o grupos de islas, difieren en cuanto a su distancia con el continente y con otras islas. Tal orientación plantea interrogantes sobre si los taxa insulares de amplia distribución forman unidades evolutivas cohesivas o si se componen, en realidad, de diversas entidades evolutivas, sean derivadas por sucesos independientes de colonización del continente a la isla o por divergencia debido al aislamiento alopátrico prolongado. Las cuatro islas del norte se encuentran agrupadas en una línea (6–8 km de separación entre las islas), mientras que las cuatro islas del sur están espaciadas (34–45 km de separación entre las islas), lo que seguramente repercute en la cantidad de flujo genético y en la conectividad genética entre las islas. Utilizamos marcadores de microsatélites nucleares para examinar la estructura genética y la cohesión de dos arbustos isleños, Acmispon dendroideus y A. argophyllus, ampliamente distribuidos en las Islas del Canal de California. Ambas especies focales presentan variedades con distribuciones multi-insulares, A. dendroideus se encuentra mayoritariamente en las islas del norte, y A. argophyllus en las islas del sur. Se observó una divergencia genética sustancial en dos variedades endémicas, A. dendroideus var. traskiae y A. agrophyllus var. niveus, confirmando que el aislamiento alopátrico puede generar divergencia genética. Se descubrió que tanto Acmispon dendroideus var. dendroideus (más generalizado) como el endémico A. dendroideus var. veatchii forman un grupo evolutivo cohesivo que abarca las cuatro islas del norte y la isla del sur, Santa Catalina, evidenciando que las islas del norte y las del sur estuvieron genéticamente vinculadas en el pasado, aunque no muestren evidencia de flujo genético contemporáneo. Por el contrario, se conoció que el generalizado A. argophyllus var. argenteus está compuesto por grupos genéticos moderadamente diferenciados en cada una de las cuatro islas del sur, sin evidencia de flujo genético reciente. Tales resultados demuestran que el aislamiento entre las islas produjo divergencias significativas entre las islas del sur, pero que la división comúnmente reconocida entre las islas del norte y las del sur no afecta a todos los taxa por igual.

Recommended Citation

McGlaughlin, Mitchell E.; Riley, Lynn; Helenurm, Kaius; and Wallace, Lisa E. (2018) "Does Channel Island Acmispon (Fabaceae) form cohesive evolutionary groups?," Western North American Naturalist: Vol. 78: No. 4, Article 24.
Available at: https://scholarsarchive.byu.edu/wnan/vol78/iss4/24