Extensive Rangewide Mitochondrial Introgression Indicates Substantial Cryptic Hybridization in the Golden-winged Warbler (Vermivora chrysoptera)
L’introgression mitochondriale largement répandue dans l’ensemble de l’aire de reproduction indique l’existence d’une importante hybridation cryptique chez la Paruline à ailes dorées (Vermivora chrysoptera)

Rachel Vallender, Fuller Evolutionary Biology Program, Cornell Laboratory of Ornithology
Steven L Van Wilgenburg, Environment Canada
Lesley P Bulluck, Department of Biology, Virginia Commonwealth University
Amber Roth, School of Forest Resources and Environmental Science, Michigan Technological University
Ron Canterbury, Department of Biological Sciences, University of Cincinnati
Jeffrey Larkin, Department of Biology, Indiana University of Pennsylvania
R. Monica Fowlds, University of Wisconsin
Irby J Lovette, Fuller Evolutionary Biology Program, Cornell Laboratory of Ornithology

DOI: http://dx.doi.org/10.5751/ACE-00326-040204

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Abstract

Widespread population declines of the Golden-winged Warbler (Vermivora chrysoptera) are thought to be due in part to hybridization with the expanding Blue-winged Warbler (V. pinus), which predictably replaces Golden-winged Warblers at breeding sites in which the two species come into contact. However, the mechanism by which this replacement occurs remains unresolved. Recent genetic work has indicated that, even in areas where the two species have been in contact for a short period, introgression of Blue-winged mitochondrial (mtDNA) and nuclear genes into Golden-winged individuals is common. To explore this process on a broader scale, we screened more than 750 individuals from nine U.S. states and three provinces to examine geographic patterns of mtDNA introgression. The only population in which all phenotypic Golden-winged Warblers had Golden-winged mtDNA haplotypes, and in which there are no breeding Blue-winged or hybrid individuals, was in the province of Manitoba, near the northwestern edge of the species’ breeding distribution. The near ubiquity of mitochondrial introgression suggests that there are far fewer genetically pure populations of Golden-winged Warblers than previously believed, a finding with important implications for this threatened species.

Résumé

On pense que le déclin à grande échelle des populations de Paruline à ailes dorées (Vermivora chrysoptera) est en partie attribuable à son hybridation avec la Paruline à ailes bleues (V. pinus), laquelle est en expansion et remplace, comme on peut s’y attendre, la Paruline à ailes dorées aux sites de nidification où les deux espèces entrent en contact. Toutefois, le processus par lequel survient ce remplacement demeure inconnu. Des études génétiques récentes ont montré que, même aux endroits où les deux espèces n’ont été en contact que sur une courte période, l’introgression des gènes mitochondriaux (ADNmt) et nucléaires de la Paruline à ailes bleues chez les individus de Paruline à ailes dorées est commune. Pour explorer ce processus à plus grande échelle, nous avons procédé au criblage de plus de 750 individus provenant de neufs États des États-Unis et de trois provinces afin d’examiner les variations géographiques de l’introgression mitochondriale. La seule population dans laquelle toutes les Parulines à ailes dorées phénotypiques présentaient des haplotypes d’ADNmt de Paruline à ailes dorées, et dans laquelle il n’y avait pas d’individus nicheurs de Paruline à ailes bleues ni d’hybrides, se trouvait au Manitoba, près de la limite nord-ouest de l’aire de reproduction de l’espèce. La quasi-omniprésence de l’introgression mitochondriale permet de croire qu’il y a beaucoup moins de populations génétiquement pures de Paruline à ailes dorées que ce qu’on pensait, une découverte significative pour cette espèce menacée.

Key words

Blue-winged Warbler; conservation; genetic introgression; Golden-winged Warbler; hybridization; Vermivora chrysoptera; Vermivora pinus.

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Avian Conservation and Ecology ISSN: 1712-6568