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Article

Two consecutive Wolbachia‐mediated mitochondrial introgressions obscure taxonomy in Palearctic swallowtail butterflies (Lepidoptera, Papilionidae)

Auteurs : Gaunet (Aurélien), Dincă (Vlad), Dapporto (Leonardo), Montagud (Sergio), Vodă (Raluca), Schär (Sämi), Badiane (Arnaud), Font (Enrique) et Vila (Roger)


Année de publication : 2019
Publication : Zoologica Scripta
Volume : 2019
Fascicule : 48
Pagination : 507-519


Résumé :

Les Papilionidés (Papilionidae) comptent parmi les lépidoptères les plus spectaculaires et les plus connus de la faune européenne, mais leur systématique n'est pas entièrement élucidée. Un cas notable est celui d'Iphiclides feisthamelii qui, plus de 180 ans après sa description, a encore un statut controversé, étant souvent considéré comme une sous-espèce d'Iphiclides podalirius. Pour élucider la relation entre les deux taxons et les processus évolutifs qui ont conduit à leur séparation, nous combinons des données sur l'ADN mitochondrial et nucléaire (ADNmt et ADNn), le dépistage de Wolbachia, la morphologie des organes génitaux et la réflectance UV des ailes. Nos résultats montrent que les deux taxons diffèrent clairement par la morphologie génitale mâle et femelle, la réflectance UV des ailes mâles et l'ADNn. Il a été constaté que deux souches de Wolbachia infectaient largement les échantillons étudiés, expliquant apparemment le schéma phylogéographique affiché par l'ADNmt. Les données disponibles pointent vers une infection historique à Wolbachia qui s'est propagée de I. podalirius à I. feisthamelii et a produit une introgression mitochondriale. Actuellement, une nouvelle souche de Wolbachia se propage à travers les populations continentales d'I. podalirius, médiant une fois de plus un balayage génétique mitochondrial, qui a déjà infecté et introgressé les populations d'I. feisthamelii dans le sud-est de la France. Nous concluons qu'étant donné les différences marquées de morphologie et d'ADNn entre les deux taxons et la restriction apparente de l'hybridation à une zone de contact étroite où les spécimens non hybrides sont communs, le taxon feisthamelii devrait être considéré comme une espèce distincte. Au sein de cette espèce, deux lignées d'ADNn bien différenciées qui représentent les populations européennes et maghrébines sont documentées, proposées ici comme sous-espèces. Le cas, vraisemblablement, de deux événements consécutifs d'introgression mitochondriale médiés par Wolbachia conforte en outre l'idée selon laquelle l'infection par cet endosymbionte peut être fréquemment liée à une discordance mitonucléaire chez les insectes. Abstract : Swallowtail butterflies (Papilionidae) are among the most spectacular and well‐known Lepidoptera in the European fauna, but their systematics is not fully elucidated. A notable case is that of Iphiclides feisthamelii which, after more than 180 years since description, still has a debated status, being often considered as a subspecies of Iphiclides podalirius. To elucidate the relationship between the two taxa and the evolutionary processes that led to their separation, we combine mitochondrial and nuclear DNA (mtDNA and nDNA) data, Wolbachia screening, genitalia morphology and wing UV reflectance. Our results show that the two taxa clearly differ in male and female genital morphology, male wing UV reflectance and nDNA. Two Wolbachia strains were found to widely infect the studied samples, apparently explaining the phylogeographic pattern displayed by mtDNA. The available data point towards a historical Wolbachia infection that spread from I. podalirius to I. feisthamelii and produced a mitochondrial introgression. Currently, a new Wolbachia strain is spreading across mainland populations of I. podalirius, mediating once more a mitochondrial genetic sweep, which has already infected and introgressed I. feisthamelii populations in south‐eastern France. We conclude that, given the marked differences in morphology and nDNA between the two taxa, and the apparent restriction of hybridization to a narrow contact area where non‐hybrid specimens are common, the taxon feisthamelii should be considered as a separate species. Within this species, two well‐differentiated nDNA lineages that represent European and Maghrebian populations are documented, here proposed as subspecies. The case of, presumably, two consecutive Wolbachia‐mediated mitochondrial introgression events, further supports the view that infection by this endosymbiont may be frequently related to mito‐nuclear discordance in insects.