黑冠山雀与簇毛山雀杂交的地理一致性动态及其杂交带扩展的证据

G. Semenov, Claire M Curry, M. Patten, J. Weir, Scott A. Taylor
{"title":"黑冠山雀与簇毛山雀杂交的地理一致性动态及其杂交带扩展的证据","authors":"G. Semenov, Claire M Curry, M. Patten, J. Weir, Scott A. Taylor","doi":"10.1093/ornithology/ukad014","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"ABSTRACT We studied hybridization between the Black-crested and Tufted titmouse across two geographically distinct transects that differ in the timing of secondary contact by hundreds to thousands of years. We found that hybridization patterns correspond to localized hybrid swarms and that the titmouse hybrid zone is likely slowly expanding over time, a product of short post-natal dispersal distances coupled with weak or absent selection against admixture. We show the southern part of the hybrid zone located in Texas is four times wider than the northern region of hybridization in Oklahoma, which is likely due to geographic differences in hybrid zone age. Despite differences in width, most individuals in both transects are advanced-generation hybrids and backcrosses, suggesting geographically consistent hybridization dynamics. We documented a strong correlation between genotypes and plumage index, suggesting that hybridization has not yet resulted in the decoupling of plumage and genome-wide ancestry as observed in some other avian hybrid zones. Although our results suggest the ongoing expansion of the hybrid zone, the rate of expansion appears to be slow, on the scale of tens of meters a year, and it will likely take hundreds of thousands to millions of years before homogenization of the parental populations. While we did not find support for partial reproductive isolation in the hybrid zone itself, there is the possibility that ecological or sexual selection limits introgression into allopatric regions. Broadly, the results of our study highlight the value of multiple, geographically distant, transects across a hybrid zone for assessing the evolutionary dynamics of hybridizing lineages. LAY SUMMARY We studied hybridization patterns between Black-crested and Tufted titmice in two areas of their contact zone that differ in the age of onset of hybridization by hundreds or thousands of years. We show that northern (younger) parts of the hybrid zone have a genetic transition four times narrower than the southern (older) region, which plausibly reflects the differences in the hybrid zone age or is a result of differences in the breadth of the ecotone between titmouse habitats in the north and south. Our results suggest that the Black-crested and Tufted titmouse hybrid zone might be in the process of slowly expanding following selectively neutral hybridization dynamics, although we cannot completely rule out a possible role of ecological or sexual selection in limiting gene flow outside of the hybrid zone. RESUMEN Estudiamos la hibridación entre Baeolophus atricristatus y B. bicolor a través de dos transectos geográficamente distintos que difieren en el momento del contacto secundario por cientos a miles de años. Encontramos que los patrones de hibridación corresponden a enjambres híbridos localizados y que la zona híbrida de Baeolophus probablemente se está expandiendo lentamente con el tiempo, producto de distancias cortas de dispersión postnatal, junto con una selección débil o ausente en contra de la mezcla genética. Mostramos que la parte sur de la zona híbrida ubicada en Texas es cuatro veces más ancha que la región norte de hibridación en Oklahoma, lo cual probablemente se debe a diferencias geográficas en la edad de la zona híbrida. A pesar de las diferencias en el ancho, la mayoría de los individuos en ambos transectos son híbridos de generaciones avanzadas y retrocruzas, lo que sugiere dinámicas de hibridación geográficamente consistentes. Documentamos una fuerte correlación entre los genotipos y el índice de plumaje, lo que sugiere que la hibridación aún no se ha traducido en el desacople del plumaje y la ancestralidad a nivel de todo el genoma, como se observa en algunas otras zonas híbridas de aves. Aunque nuestros resultados sugieren la expansión en curso de la zona híbrida, la tasa de expansión parece ser muy lenta, en la escala de decenas de metros por año, y probablemente tomará cientos de miles a millones de años antes de la homogeneización de las poblaciones parentales. Aunque no encontramos apoyo para el aislamiento reproductivo parcial en la zona híbrida en sí misma, existe la posibilidad de que la selección ecológica o sexual limite la introgresión en regiones alopátricas. En términos generales, los resultados de nuestro estudio destacan el valor de múltiples transectos geográficamente distantes a través de una zona híbrida para evaluar las dinámicas evolutivas de linajes hibridizantes.","PeriodicalId":19617,"journal":{"name":"Ornithology","volume":"504 1","pages":"1 - 13"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-04-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Geographically consistent hybridization dynamics between the Black-crested and Tufted titmouse with evidence of hybrid zone expansion\",\"authors\":\"G. Semenov, Claire M Curry, M. Patten, J. Weir, Scott A. 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RESUMEN Estudiamos la hibridación entre Baeolophus atricristatus y B. bicolor a través de dos transectos geográficamente distintos que difieren en el momento del contacto secundario por cientos a miles de años. Encontramos que los patrones de hibridación corresponden a enjambres híbridos localizados y que la zona híbrida de Baeolophus probablemente se está expandiendo lentamente con el tiempo, producto de distancias cortas de dispersión postnatal, junto con una selección débil o ausente en contra de la mezcla genética. Mostramos que la parte sur de la zona híbrida ubicada en Texas es cuatro veces más ancha que la región norte de hibridación en Oklahoma, lo cual probablemente se debe a diferencias geográficas en la edad de la zona híbrida. A pesar de las diferencias en el ancho, la mayoría de los individuos en ambos transectos son híbridos de generaciones avanzadas y retrocruzas, lo que sugiere dinámicas de hibridación geográficamente consistentes. 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摘要

摘要:我们研究了黑冠山雀和簇毛山雀在两个地理上不同的样带上的杂交,这些样带的二次接触时间相差数百至数千年。我们发现杂交模式对应于局部杂交群体,并且山雀杂交区可能随着时间的推移而缓慢扩大,这是出生后较短的扩散距离加上对混合的弱或不存在选择的产物。我们发现,位于德克萨斯州的杂交带的南部比俄克拉何马州杂交带的北部宽4倍,这可能是由于杂交带年龄的地理差异。尽管在宽度上存在差异,但两个样带中的大多数个体都是高级杂交和回交,这表明杂交动态在地理上是一致的。我们记录了基因型与羽毛指数之间的强相关性,这表明杂交尚未导致羽毛与全基因组祖先的脱钩,这在其他一些鸟类杂交区观察到。虽然我们的研究结果表明杂交带正在不断扩大,但扩张的速度似乎很慢,每年只有几十米的规模,而且可能需要数十万到数百万年的时间才能使亲本种群同质化。虽然我们没有在杂交区本身找到部分生殖隔离的支持,但有可能生态或性选择限制了向异域地区的渗入。总的来说,我们的研究结果强调了跨杂交区多个地理上遥远的样带的价值,以评估杂交谱系的进化动力学。摘要:我们研究了黑冠山雀和簇毛山雀在接触带的两个不同区域的杂交模式,这些区域的杂交开始年龄相差数百年或数千年。我们发现,杂交带的北部(年轻)部分的遗传过渡比南部(较老)区域窄4倍,这似乎反映了杂交带年龄的差异,或者是南北山雀栖息地之间过渡带宽度差异的结果。我们的研究结果表明,黑冠山雀和簇毛山雀杂交区可能处于选择性中性杂交动力学的缓慢扩展过程中,尽管我们不能完全排除生态选择或性选择在限制杂交区外基因流动方面的可能作用。RESUMEN Estudiamos la hibridación entre Baeolophus atriristatus by B. bicolor a travacos de dos transsectos geográficamente disttos que differen en menento del contact second - ario pous cientos a miles de años。与通讯和通讯和通讯和通讯和híbrida区域的联系联系在一起,与通讯和híbrida区域的联系联系在一起,与通讯和dispersión产后的联系联系在一起,与通讯和selección通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和通讯和/或在德克萨斯州的北部和北部,在德克萨斯州的北部和北部,在德克萨斯州的北部和北部的北部,在德克萨斯州的北部和北部的北部,在德克萨斯州的北部和北部,在当地的可能的情况下,可能会有一个差异geográficas在北部和北部的北部地区。一个人从不同的角度出发,从不同的角度出发,从不同的角度出发,从不同的角度出发,从不同的角度出发,从不同的角度出发,从不同的角度出发,从不同的角度出发,从不同的角度出发,从不同的角度出发。文献资料(correlación)和文献资料(índice de plumaje)、文献资料(hibridación aún)和文献资料(hibridación aún)都表明,文献资料(遗传学)和文献资料(遗传学)都表明,文献资料(遗传学)和文献资料(遗传学)都表明,文献资料(遗传学)和文献资料(遗传学)都表明,文献资料(遗传学)和文献资料(遗传学)都表明,文献资料(遗传学)和文献资料(遗传学)都表明,文献资料(遗传学)和文献资料(遗传学)都表明,文献资料(遗传学)和文献资料(遗传学)都表明,文献资料(遗传学)和文献资料(遗传学)都表明:híbridas de aves。unque nuestros resultdoos sugieren la expansión en curso de la zona híbrida, la tasa de expansión parece sermuy lenta, en la escala de decenas de metrop贫穷año, y probablemente to ar cientos de miles a million de años antes de la homogeneización de las polblaciones parentales。特别在一个区域híbrida和sí内,存在一个可能性,在一个区域selección ecológica或在一个区域alopátricas内存在性限制的可能性。发表的terminos,洛杉矶resultados de都工厂化destacan el英勇de倍数transectos geograficamente遥远traves de una带hibrida对位evaluar las dinamicas evolutivas de linajes hibridizantes。
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Geographically consistent hybridization dynamics between the Black-crested and Tufted titmouse with evidence of hybrid zone expansion
ABSTRACT We studied hybridization between the Black-crested and Tufted titmouse across two geographically distinct transects that differ in the timing of secondary contact by hundreds to thousands of years. We found that hybridization patterns correspond to localized hybrid swarms and that the titmouse hybrid zone is likely slowly expanding over time, a product of short post-natal dispersal distances coupled with weak or absent selection against admixture. We show the southern part of the hybrid zone located in Texas is four times wider than the northern region of hybridization in Oklahoma, which is likely due to geographic differences in hybrid zone age. Despite differences in width, most individuals in both transects are advanced-generation hybrids and backcrosses, suggesting geographically consistent hybridization dynamics. We documented a strong correlation between genotypes and plumage index, suggesting that hybridization has not yet resulted in the decoupling of plumage and genome-wide ancestry as observed in some other avian hybrid zones. Although our results suggest the ongoing expansion of the hybrid zone, the rate of expansion appears to be slow, on the scale of tens of meters a year, and it will likely take hundreds of thousands to millions of years before homogenization of the parental populations. While we did not find support for partial reproductive isolation in the hybrid zone itself, there is the possibility that ecological or sexual selection limits introgression into allopatric regions. Broadly, the results of our study highlight the value of multiple, geographically distant, transects across a hybrid zone for assessing the evolutionary dynamics of hybridizing lineages. LAY SUMMARY We studied hybridization patterns between Black-crested and Tufted titmice in two areas of their contact zone that differ in the age of onset of hybridization by hundreds or thousands of years. We show that northern (younger) parts of the hybrid zone have a genetic transition four times narrower than the southern (older) region, which plausibly reflects the differences in the hybrid zone age or is a result of differences in the breadth of the ecotone between titmouse habitats in the north and south. Our results suggest that the Black-crested and Tufted titmouse hybrid zone might be in the process of slowly expanding following selectively neutral hybridization dynamics, although we cannot completely rule out a possible role of ecological or sexual selection in limiting gene flow outside of the hybrid zone. RESUMEN Estudiamos la hibridación entre Baeolophus atricristatus y B. bicolor a través de dos transectos geográficamente distintos que difieren en el momento del contacto secundario por cientos a miles de años. Encontramos que los patrones de hibridación corresponden a enjambres híbridos localizados y que la zona híbrida de Baeolophus probablemente se está expandiendo lentamente con el tiempo, producto de distancias cortas de dispersión postnatal, junto con una selección débil o ausente en contra de la mezcla genética. Mostramos que la parte sur de la zona híbrida ubicada en Texas es cuatro veces más ancha que la región norte de hibridación en Oklahoma, lo cual probablemente se debe a diferencias geográficas en la edad de la zona híbrida. A pesar de las diferencias en el ancho, la mayoría de los individuos en ambos transectos son híbridos de generaciones avanzadas y retrocruzas, lo que sugiere dinámicas de hibridación geográficamente consistentes. Documentamos una fuerte correlación entre los genotipos y el índice de plumaje, lo que sugiere que la hibridación aún no se ha traducido en el desacople del plumaje y la ancestralidad a nivel de todo el genoma, como se observa en algunas otras zonas híbridas de aves. Aunque nuestros resultados sugieren la expansión en curso de la zona híbrida, la tasa de expansión parece ser muy lenta, en la escala de decenas de metros por año, y probablemente tomará cientos de miles a millones de años antes de la homogeneización de las poblaciones parentales. Aunque no encontramos apoyo para el aislamiento reproductivo parcial en la zona híbrida en sí misma, existe la posibilidad de que la selección ecológica o sexual limite la introgresión en regiones alopátricas. En términos generales, los resultados de nuestro estudio destacan el valor de múltiples transectos geográficamente distantes a través de una zona híbrida para evaluar las dinámicas evolutivas de linajes hibridizantes.
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