Phylogeography of Amansia glomerata C.Agardh (Ceramiales, Rhodomelaceae) in Hawai‘i: A Single Species with High Divergence

Abstract

ABSTRACT Algal biogeography in Hawai‘i has not been studied in detail for many species. The islands are home to swift-current deep-water channels separating suitable habitats. The ability of these channels to act as barriers to dispersal has been studied in several animal lineages and is assessed here using the widespread red alga Amansia glomerata C.Agardh. A variety of analytical techniques based on 129 mitochondrial COI barcoding sequences collected across c. 2500 km were used to assess the genetic diversity of A. glomerata in Hawai‘i. Haplotype network analyses demonstrated that the species is split into four main lineages which overlap in large parts of their range, yet there is insufficient support to recognize the lineages as separate species. Measures of haplotype diversity, nucleotide diversity, and neutrality tests suggest that at least three of these lineages have undergone recent population expansion. Biogeographic barriers were found to largely match those of marine animal groups in the archipelago. No evidence was found for distinct haplotypes or lineages between shallow and mesophotic reefs. A number of potential collection locations are suggested for the 1822 lectotype of the species, which was included in the molecular analyses. Potential scenarios leading to observed diversity patterns in the archipelago are presented. Amansia glomerata exhibits a high degree of haplotypic variation in Hawai‘i, suggesting it may exhibit vast molecular divergences across its broader range, which extends from Hawai‘i to southeastern Africa. RÉSUMÉ Phylogéographie d'Amansia glomerata C.Agardh (Ceramiales, Rhodomelaceae) à Hawai‘i: une seule espèce à forte divergence. La biogéographie des algues à Hawai‘i n'a pas été étudiée en détail pour de nombreuses espèces. Les îles abritent des chenaux rapides d'eau profonde séparant les habitats appropriés. La capacité de ces chenaux à agir comme des barrières à la dispersion a été étudiée dans plusieurs lignées animales et est évaluée ici à l'aide de l’algue très répandue Amansia glomerata C.Agardh. Une variété de techniques analytiques basées sur 129 séquences de code-barres COI mitochondriales collectées sur environ 2500 km ont été utilisées pour évaluer la diversité génétique d'A. glomerata à Hawai‘i. Les analyses du réseau d'haplotypes ont démontré que l'espèce est divisée en quatre lignées principales qui se chevauchent dans de grandes parties de leur aire de répartition, mais il n'y a pas suffisamment de soutien pour reconnaître les lignées comme plusieurs espèces. Les mesures de la diversité des haplotypes, de la diversité des nucléotides et des tests de neutralité suggèrent qu'au moins trois de ces lignées ont subi des expansions démographiques récentes. Les barrières biogéographiques correspondent largement à celles des groupes d'animaux marins de l'archipel. Aucune preuve n'a été trouvée pour des haplotypes ou des lignées distincts entre les récifs peu profonds et mésophotiques. Un certain nombre de lieux de collecte potentiels sont suggérés pour le lectotype de l’espèce de 1822, qui a été inclus dans les analyses moléculaires. Des scénarios potentiels conduisant à des modèles de diversité observés dans l’archipel sont présentés. Amansia glomerata présente un degré élevé de variation haplotypique à Hawai‘i, ce qui suggère qu’il peut présenter de vastes divergences moléculaires sur son aire de répartition plus large, qui s’étend d’Hawai‘i au sud-est de l’Afrique.