Genetic Analysis of Golden Eagles (Aquila chrysaetos) from the Mongol-Altai: A Hotspot of Diversity and Implications for Global Phylogeography

Abstract

ABSTRACT. The Golden Eagle (Aquila chrysaetos) is widely distributed in the northern Hemisphere and is thus an ideal candidate to explore large-scale biogeographic patterns. In recent years, Golden Eagle population genetics has gained considerable attention. However, the Eastern Palearctic region, a numerical stronghold for the species, is one of the least genetically studied regions within its geographic range. In West Mongolia, the Altai (Altay) Kazakhs collect wild Golden Eagle nestlings from eyries or trap juveniles and subadults on passage during seasonal movement and migration for traditional hunting, providing easy access for researchers to sample falconry eagles for population genetic analyses. We analyzed a 402-bp fragment of the mitochondrial control region and 14 nuclear microsatellite loci in combination with previously published genetic data to assess phylogeographic patterns, levels of genetic diversity, and fine-scale structuring of the Golden Eagle population within the Mongol-Altai Mountains. Golden Eagles in the Mongol-Altai Mountains exhibited overall high levels of genetic diversity. Mitochondrial DNA data across the species' geographic range reveal various stages of differentiation within the Holarctic clade: whereas divergence between the Western and Eastern Palearctic is relatively shallow, the Eastern Palearctic and Nearctic show a deeper divergence, although these geographic regions have not yet reached reciprocal monophyly. These patterns might reflect past climatic oscillations: Northern Europe may have been recolonized by Golden Eagles from the Eastern Palearctic region, and continental populations might still be connected by long-distance dispersers, but the Eastern Palearctic and Nearctic were likely connected via Beringia during the Quaternary and are today largely isolated from each other. RESUMEN. Aquila chrysaetos es una especie ampliamente distribuida en el Hemisferio Norte y, por lo tanto, es una candidata ideal para explorar patrones biogeográficos a gran escala. En los últimos años, la genética poblacional de A. chrysaetos ha recibido una considerable atención. Sin embargo, la región Paleártica oriental, un bastión numéricamente importante para la especie, es una de las regiones menos estudiadas en relación a la genética de la especie dentro de su área de distribución geográfica. En el oeste de Mongolia, los kazajos de Altai (Altay) recolectan polluelos silvestres de A. chrysaetos de los nidos o atrapan juveniles y subadultos en tránsito durante el movimiento estacional y la migración para usarlos en las prácticas de caza tradicional, lo que proporciona fácil acceso a los investigadores para tomar muestras de águilas de cetrería para análisis genéticos poblacionales. Analizamos un fragmento de 402 pares de bases de la región de control mitocondrial y 14 loci de microsatélites nucleares en combinación con datos genéticos publicados previamente para evaluar patrones filogeográficos, niveles de diversidad genética y estructuración a escala fina de la población de A. chrysaetos dentro de las montañas Mongol-Altai. Los individuos de A. chrysaetos en las montañas Mongol-Altai exhibieron altos niveles generales de diversidad genética. Los datos de ADN mitocondrial a lo largo del área de distribución de la especie muestran varias etapas de diferenciación dentro del clado holártico: mientras que la divergencia entre el Paleártico occidental y oriental es relativamente superficial, el Paleártico oriental y el Neártico muestran una divergencia más profunda, si bien estas regiones geográficas aún no han alcanzado una monofilia recíproca. Estos patrones de diversidad genética podrían reflejar oscilaciones climáticas pasadas: el norte de Europa puede haber sido recolonizado por individuos de A. chrysaetos de la región del Paleártico oriental y las poblaciones continentales aún pueden estar conectadas por individuos dispersantes de larga distancia, pero el Paleártico oriental y el Neártico probablemente estaban conectados a través del puente terrestre de Beringia durante el Cuaternario, estando hoy en día aislados unos de otros. [Traducción del equipo editorial]