Phylogenetics of Channel Island deer mice based on the cytochrome b gene sheds light on multiple colonization events and supports current taxonomy

Authors

Madeleine A. Becker, Smithsonian-Mason School of Conservation, Front Royal, VA; Center for Conservation Genomics, Smithsonian’s National Zoo and Conservation Biology Institute, Washington, DC; College of Science, George Mason University, Fairfax, VA
Cesar Carrasco, Center for Conservation Genomics, Smithsonian’s National Zoo and Conservation Biology Institute, Washington, DC; Department of Chemistry and Biochemistry, California State University Los Angeles, Los Angeles, CA
Andreas F. Kautt, Department of Organismic & Evolutionary Biology, Harvard University, Cambridge, MA
Susette Castañeda-Rico, Smithsonian-Mason School of Conservation, Front Royal, VA; Center for Conservation Genomics, Smithsonian’s National Zoo and Conservation Biology Institute, Washington, DC; College of Science, George Mason University, Fairfax, VA
John L. Orrock, Department of Integrative Biology, University of Wisconsin–Madison, Madison, WI
Jesús E. Maldonado, Center for Conservation Genomics, Smithsonian’s National Zoo and Conservation Biology Institute, Washington, DC; College of Science, George Mason University, Fairfax, VA
Cody W. Edwards, 1Smithsonian-Mason School of Conservation, Front Royal, VA; College of Science, George Mason University, Fairfax, VA

Abstract

The Peromyscus maniculatus species complex is a diverse North American group comprising multiple wide-ranging clades and insular endemic forms, including Channel Island deer mice. This study employs complete mitochondrial cytochrome b sequences of 75 mice from all 8 California Channel Islands to better understand their origins and to test the phylogenetic placement of Channel Island deer mice within the broader context of the P. maniculatus species group for the first time. We recover a well-resolved clade within P. gambelii (Baird 1858) that includes mice from the Northern Channel Islands (Anacapa, Santa Cruz, Santa Rosa, and San Miguel), Santa Barbara Island, and San Nicolas Island. The resulting patterns of genetic structure are indicative of natural biogeographic processes on the Northern Channel Islands and suggest translocation via Chumash trade routes to San Nicolas Island. Notably, Santa Catalina and San Clemente Islands may represent independent colonizations from this 6-island clade, displaying signatures of connectivity with each other and the mainland. The recovery of unnested island mouse clades divergent (0.98%–1.08%) from the central mainland P. gambelii clade is striking given their relatively short (~11,000 years) presumed evolutionary history on the Channel Islands based on archaeological evidence. We propose that mitochondrial genomes of most Channel Island deer mice may originate from a now-rare, ancient mainland P. gambelii haplogroup, which may have also colonized other California islands. Our results also validate the assignment of all subspecies to P. gambelii under the latest proposed taxonomy, though this species designation itself is an active area of research without consensus.


El complejo de especies Peromyscus maniculatus es un grupo diverso de América del Norte que comprende varios linajes de amplia distribución, así como formas endémicas insulares, incluidos los ratones ciervo de las Islas del Canal (Channel Islands). En este estudio se analizan secuencias completas del gen mitocondrial citocromo b de 75 ratones provenientes de las ocho Islas del Canal de California, con el objetivo de comprender mejor sus orígenes y analizar, por primera vez, la posición filogenética de los ratones ciervo insulares en un contexto más amplio del grupo de especies P. maniculatus. Recuperamos un clado, con buen soporte, de P. gambelii (Baird 1858) que incluye ratones de las Islas del Canal del Norte (Anacapa, Santa Cruz, Santa Rosa y San Miguel), así como de las islas Santa Bárbara y San Nicolás. Los patrones resultantes de estructura genética indican procesos biogeográficos naturales en las Islas del Canal del Norte y sugieren una posible translocación hacia la isla San Nicolás a través de las rutas comerciales de los Chumash. Es notable que las islas Santa Catalina y San Clemente podrían representar colonizaciones independientes a partir de este clado de seis islas, mostrando señales de conectividad entre sí y con el continente. La recuperación de clados de ratones insulares no anidados, divergentes entre un 0.98% y un 1.08% del clado continental central de P. gambelii, resulta sorprendente dada su supuesta reciente historia evolutiva (~11,000 años) en las Islas del Canal, según la evidencia arqueológica. Proponemos que los genomas mitocondriales de la mayoría de los ratones ciervo de las Islas del Canal podrían haberse originado a partir de un haplogrupo continental antiguo y actualmente escaso de P. gambelii, que también podría haber colonizado otras islas de California. Nuestros resultados también corroboran la asignación de todas las subespecies a P. gambelii, según la taxonomía más reciente propuesta, aunque esta clasificación sigue siendo un área de investigación activa y sin consenso.

Recommended Citation

Becker, Madeleine A.; Carrasco, Cesar; Kautt, Andreas F.; Castañeda-Rico, Susette; Orrock, John L.; Maldonado, Jesús E.; and Edwards, Cody W. (2025) "Phylogenetics of Channel Island deer mice based on the cytochrome b gene sheds light on multiple colonization events and supports current taxonomy," Western North American Naturalist: Vol. 85: No. 2, Article 16.
Available at: https://scholarsarchive.byu.edu/wnan/vol85/iss2/16