Published February 21, 2013
| Version v1
Publication
Open
Pan-African Genetic Structure in the African Buffalo (Syncerus caffer): Investigating Intraspecific Divergence
Creators
- 1. University of Liège
- 2. Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement
- 3. University of Copenhagen
- 4. Wageningen University & Research
- 5. University of Pretoria
- 6. University of Zimbabwe
- 7. University of Johannesburg
- 8. Leiden University
- 9. Centre de Biologie et de Gestion des Populations
Description
The African buffalo (Syncerus caffer) exhibits extreme morphological variability, which has led to controversies about the validity and taxonomic status of the various recognized subspecies. The present study aims to clarify these by inferring the pan-African spatial distribution of genetic diversity, using a comprehensive set of mitochondrial D-loop sequences from across the entire range of the species. All analyses converged on the existence of two distinct lineages, corresponding to a group encompassing West and Central African populations and a group encompassing East and Southern African populations. The former is currently assigned to two to three subspecies (S. c. nanus, S. c. brachyceros, S. c. aequinoctialis) and the latter to a separate subspecies (S. c. caffer). Forty-two per cent of the total amount of genetic diversity is explained by the between-lineage component, with one to seventeen female migrants per generation inferred as consistent with the isolation-with-migration model. The two lineages diverged between 145 000 to 449 000 years ago, with strong indications for a population expansion in both lineages, as revealed by coalescent-based analyses, summary statistics and a star-like topology of the haplotype network for the S. c. caffer lineage. A Bayesian analysis identified the most probable historical migration routes, with the Cape buffalo undertaking successive colonization events from Eastern toward Southern Africa. Furthermore, our analyses indicate that, in the West-Central African lineage, the forest ecophenotype may be a derived form of the savanna ecophenotype and not vice versa, as has previously been proposed. The African buffalo most likely expanded and diverged in the late to middle Pleistocene from an ancestral population located around the current-day Central African Republic, adapting morphologically to colonize new habitats, hence developing the variety of ecophenotypes observed today.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يُظهر الجاموس الأفريقي (Syncerus caffer) تقلبًا مورفولوجيًا شديدًا، مما أدى إلى خلافات حول الصلاحية والحالة التصنيفية لمختلف الأنواع الفرعية المعترف بها. تهدف هذه الدراسة إلى توضيح هذه من خلال استنتاج التوزيع المكاني الأفريقي للتنوع الجيني، باستخدام مجموعة شاملة من تسلسلات الحلقة D للميتوكوندريا من جميع أنحاء النطاق الكامل للأنواع. اجتمعت جميع التحليلات على وجود سلالتين متميزتين، تقابلان مجموعة تضم سكان غرب ووسط إفريقيا ومجموعة تضم سكان شرق وجنوب إفريقيا. يتم تعيين النوع الأول حاليًا إلى نوعين إلى ثلاثة أنواع فرعية (S. c. nanus، S. c. brachyceros، S. c. aequinoctialis) والأخير إلى نوع فرعي منفصل (S. c. caffer). يتم تفسير اثنين وأربعين في المائة من المبلغ الإجمالي للتنوع الجيني من خلال المكون بين السطور، مع استنتاج أن واحدة إلى سبع عشرة مهاجرة لكل جيل تتسق مع نموذج العزلة مع الهجرة. تباينت السلالتان بين 145000 و 449000 سنة مضت، مع وجود مؤشرات قوية على التوسع السكاني في كلتا السلالتين، كما يتضح من التحليلات القائمة على الاندماج والإحصاءات الموجزة والطوبولوجيا الشبيهة بالنجوم لشبكة النمط الفرداني لسلالة S. c. caffer. حدد تحليل بايزي طرق الهجرة التاريخية الأكثر احتمالاً، حيث قام جاموس كيب بأحداث استعمارية متتالية من الشرق نحو الجنوب الأفريقي. علاوة على ذلك، تشير تحليلاتنا إلى أنه في سلالة غرب ووسط إفريقيا، قد يكون النمط البيئي للغابات شكلاً مشتقًا من النمط البيئي للسافانا وليس العكس، كما تم اقتراحه سابقًا. من المرجح أن الجاموس الأفريقي توسع وتباعد في أواخر العصر الجليدي إلى منتصفه عن سكان الأجداد الموجودين حول جمهورية أفريقيا الوسطى الحالية، وتكيفوا شكلياً لاستعمار موائل جديدة، وبالتالي تطوير مجموعة متنوعة من الأنماط البيئية التي لوحظت اليوم.Translated Description (French)
Le buffle d'Afrique (Syncerus caffer) présente une extrême variabilité morphologique, ce qui a conduit à des controverses sur la validité et le statut taxonomique des différentes sous-espèces reconnues. La présente étude vise à les clarifier en déduisant la distribution spatiale panafricaine de la diversité génétique, en utilisant un ensemble complet de séquences de boucle D mitochondriales provenant de toute l'aire de répartition de l'espèce. Toutes les analyses ont convergé vers l'existence de deux lignées distinctes, correspondant à un groupe englobant les populations d'Afrique de l'Ouest et d'Afrique centrale et à un groupe englobant les populations d'Afrique de l'Est et d'Afrique australe. Le premier est actuellement attribué à deux à trois sous-espèces (S. c. nanus, S. c. brachyceros, S. c. aequinoctialis) et le second à une sous-espèce distincte (S. c. caffer). Quarante-deux pour cent de la quantité totale de diversité génétique s'explique par la composante entre les lignées, avec une à dix-sept migrantes par génération déduites comme compatibles avec le modèle d'isolement avec migration. Les deux lignées ont divergé entre 145 000 et 449 000 ans, avec de fortes indications d'une expansion de la population dans les deux lignées, comme le révèlent les analyses coalescentes, les statistiques sommaires et une topologie en étoile du réseau d'haplotypes pour la lignée S. c. caffer. Une analyse bayésienne a identifié les voies de migration historiques les plus probables, le buffle du Cap entreprenant des événements de colonisation successifs de l'Est vers l'Afrique australe. De plus, nos analyses indiquent que, dans la lignée ouest-centrafricaine, l'écophénotype forestier peut être une forme dérivée de l'écophénotype savane et non l'inverse, comme cela a été proposé précédemment. Le bison d'Afrique s'est probablement développé et a divergé entre la fin et le milieu du Pléistocène à partir d'une population ancestrale située autour de l'actuelle République centrafricaine, s'adaptant morphologiquement pour coloniser de nouveaux habitats, développant ainsi la variété des écophénotypes observés aujourd'hui.Translated Description (Spanish)
El búfalo africano (Syncerus caffer) exhibe una variabilidad morfológica extrema, lo que ha llevado a controversias sobre la validez y el estado taxonómico de las diversas subespecies reconocidas. El presente estudio tiene como objetivo aclararlos mediante la inferencia de la distribución espacial panafricana de la diversidad genética, utilizando un conjunto completo de secuencias D-loop mitocondriales de toda la gama de la especie. Todos los análisis convergieron en la existencia de dos linajes distintos, correspondientes a un grupo que abarca las poblaciones de África occidental y central y un grupo que abarca las poblaciones de África oriental y meridional. El primero se asigna actualmente a dos o tres subespecies (S. c. nanus, S. c. brachyceros, S. c. aequinoctialis) y el segundo a una subespecie separada (S. c. caffer). El cuarenta y dos por ciento de la cantidad total de diversidad genética se explica por el componente entre linajes, con una a diecisiete mujeres migrantes por generación inferidas como consistentes con el modelo de aislamiento con migración. Los dos linajes divergieron entre 145 000 y 449 000 años atrás, con fuertes indicios de una expansión de la población en ambos linajes, como lo revelan los análisis basados en la coalescencia, las estadísticas resumidas y una topología similar a una estrella de la red de haplotipos para el linaje de S. c. caffer. Un análisis bayesiano identificó las rutas de migración históricas más probables, con el búfalo del Cabo llevando a cabo sucesivos eventos de colonización desde el este hacia el sur de África. Además, nuestros análisis indican que, en el linaje de África Centro-Occidental, el ecofenotipo forestal puede ser una forma derivada del ecofenotipo de sabana y no viceversa, como se ha propuesto anteriormente. El búfalo africano probablemente se expandió y divergió en el Pleistoceno tardío a medio de una población ancestral ubicada alrededor de la actual República Centroafricana, adaptándose morfológicamente para colonizar nuevos hábitats, desarrollando así la variedad de ecofenotipos observados en la actualidad.Files
journal.pone.0056235&type=printable.pdf
Files
(880.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:5d0f5d57884d293e1e41b608dd4ccb65
|
880.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التركيب الوراثي الأفريقي في الجاموس الأفريقي (سينسيروس كافير): التحقيق في التباعد بين الأنواع
- Translated title (French)
- Structure génétique panafricaine chez le buffle d'Afrique (Syncerus caffer) : enquêter sur la divergence intraspécifique
- Translated title (Spanish)
- Estructura genética panafricana en el búfalo africano (Syncerus caffer): investigación de la divergencia intraespecífica
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2170271797
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0056235
References
- https://openalex.org/W1482417533
- https://openalex.org/W1559657398
- https://openalex.org/W1599080153
- https://openalex.org/W1848324157
- https://openalex.org/W1884434348
- https://openalex.org/W1963526878
- https://openalex.org/W1976348379
- https://openalex.org/W1985203279
- https://openalex.org/W1992695578
- https://openalex.org/W1999929343
- https://openalex.org/W1999944077
- https://openalex.org/W2006745562
- https://openalex.org/W2008205524
- https://openalex.org/W2009596137
- https://openalex.org/W2009702282
- https://openalex.org/W2011356620
- https://openalex.org/W2016156452
- https://openalex.org/W2023822819
- https://openalex.org/W2026207526
- https://openalex.org/W2034821898
- https://openalex.org/W2036626235
- https://openalex.org/W2038007482
- https://openalex.org/W2040650413
- https://openalex.org/W2043153114
- https://openalex.org/W2043810485
- https://openalex.org/W2047779934
- https://openalex.org/W2048511154
- https://openalex.org/W2051687576
- https://openalex.org/W2053222738
- https://openalex.org/W2054067354
- https://openalex.org/W2069217853
- https://openalex.org/W2088267428
- https://openalex.org/W2096182718
- https://openalex.org/W2096872804
- https://openalex.org/W2097382368
- https://openalex.org/W2100444509
- https://openalex.org/W2109136396
- https://openalex.org/W2109540280
- https://openalex.org/W2110481174
- https://openalex.org/W2110835349
- https://openalex.org/W2112491014
- https://openalex.org/W2112621018
- https://openalex.org/W2113954055
- https://openalex.org/W2117991561
- https://openalex.org/W2118095439
- https://openalex.org/W2119515826
- https://openalex.org/W2124446912
- https://openalex.org/W2124647012
- https://openalex.org/W2126066845
- https://openalex.org/W2129070449
- https://openalex.org/W2135409901
- https://openalex.org/W2137512760
- https://openalex.org/W2140675894
- https://openalex.org/W2142173806
- https://openalex.org/W2142635246
- https://openalex.org/W2146377574
- https://openalex.org/W2149804062
- https://openalex.org/W2152093004
- https://openalex.org/W2152304094
- https://openalex.org/W2153068155
- https://openalex.org/W2154068555
- https://openalex.org/W2154311539
- https://openalex.org/W2154845780
- https://openalex.org/W2157993140
- https://openalex.org/W2158463802
- https://openalex.org/W2159334483
- https://openalex.org/W2160358527
- https://openalex.org/W2168583716
- https://openalex.org/W2169617817
- https://openalex.org/W2170947699
- https://openalex.org/W2480676058
- https://openalex.org/W2502175552
- https://openalex.org/W4239149238
- https://openalex.org/W4243729080
- https://openalex.org/W4256509107
- https://openalex.org/W4300612214
- https://openalex.org/W4312554843
- https://openalex.org/W93588716