Published November 9, 2020 | Version v1
Publication Open

Phylogenomics and species delimitation for effective conservation of manta and devil rays

  • 1. Bangor University
  • 2. National Trust
  • 3. University of Sheffield
  • 4. Roslin Institute
  • 5. University of Edinburgh
  • 6. University of Sydney
  • 7. Mote Marine Laboratory
  • 8. Linnaeus University
  • 9. Blue Resources Trust
  • 10. Norwegian University of Science and Technology
  • 11. Elasmo Project
  • 12. Royal Zoological Society of Scotland
  • 13. Australian Institute of Marine Science
  • 14. Save Our Seas Foundation
  • 15. University of Western Australia
  • 16. Large Marine Vertebrates Research Institute Philippines
  • 17. Ministry of Agriculture Livestock and Fisheries
  • 18. Ministère de l'Agriculture et de la Souveraineté alimentaire
  • 19. University of KwaZulu-Natal

Description

Abstract Practical biodiversity conservation relies on delineation of biologically meaningful units. Manta and devil rays (Mobulidae) are threatened worldwide, yet morphological similarities and a succession of recent taxonomic changes impede the development of an effective conservation strategy. Here, we generate genome‐wide single nucleotide polymorphism (SNP) data from a geographically and taxonomically representative set of manta and devil ray samples to reconstruct phylogenetic relationships and evaluate species boundaries under the general lineage concept. We show that nominal species units supported by alternative data sources constitute independently evolving lineages, and find robust evidence for a putative new species of manta ray in the Gulf of Mexico. Additionally, we uncover substantial incomplete lineage sorting indicating that rapid speciation together with standing variation in ancestral populations has driven phylogenetic uncertainty within Mobulidae. Finally, we detect cryptic diversity in geographically distinct populations, demonstrating that management below the species level may be warranted in certain species. Overall, our study provides a framework for molecular genetic species delimitation that is relevant to wide‐ranging taxa of conservation concern, and highlights the potential for genomic data to support effective management, conservation and law enforcement strategies.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعتمد الحفاظ على التنوع البيولوجي العملي على تحديد الوحدات ذات المغزى البيولوجي. تتعرض أشعة مانتا والشيطان (Mobulidae) للتهديد في جميع أنحاء العالم، ومع ذلك فإن أوجه التشابه المورفولوجية وسلسلة من التغييرات التصنيفية الأخيرة تعوق تطوير استراتيجية حفظ فعالة. هنا، ننتج بيانات تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة على نطاق الجينوم (SNP) من مجموعة تمثيلية جغرافيًا وتصنيفيًا من عينات المانتا وشعاع الشيطان لإعادة بناء العلاقات الوراثية وتقييم حدود الأنواع في إطار مفهوم النسب العام. نظهر أن وحدات الأنواع الاسمية المدعومة بمصادر بيانات بديلة تشكل سلالات متطورة بشكل مستقل، ونجد أدلة قوية على وجود نوع جديد مفترض من شعاع مانتا في خليج المكسيك. بالإضافة إلى ذلك، اكتشفنا فرزًا كبيرًا غير مكتمل للنسب يشير إلى أن الانتواع السريع جنبًا إلى جنب مع التباين الدائم في مجموعات الأسلاف قد أدى إلى عدم اليقين في تطور السلالات داخل Mobulidae. أخيرًا، نكتشف التنوع الخفي في المجموعات المتميزة جغرافيًا، مما يدل على أن الإدارة دون مستوى الأنواع قد تكون مبررة في أنواع معينة. بشكل عام، توفر دراستنا إطارًا لتعيين حدود الأنواع الجينية الجزيئية ذات الصلة بالتصنيفات واسعة النطاق التي تهم الحفظ، وتسلط الضوء على إمكانات البيانات الجينية لدعم الإدارة الفعالة والحفظ واستراتيجيات إنفاذ القانون.

Translated Description (French)

Résumé La conservation pratique de la biodiversité repose sur la délimitation d'unités biologiquement significatives. Les raies manta et diable (Mobulidae) sont menacées dans le monde entier, mais les similitudes morphologiques et une succession de changements taxonomiques récents entravent le développement d'une stratégie de conservation efficace. Ici, nous générons des données de polymorphisme nucléotidique unique (SNP) à l'échelle du génome à partir d'un ensemble géographiquement et taxonomiquement représentatif d'échantillons de manta et de rayons du diable pour reconstruire les relations phylogénétiques et évaluer les limites des espèces selon le concept général de lignée. Nous montrons que les unités d'espèces nominales soutenues par des sources de données alternatives constituent des lignées évoluant indépendamment, et trouvons des preuves solides d'une nouvelle espèce présumée de raie manta dans le golfe du Mexique. De plus, nous découvrons un tri de lignées incomplètes substantiel indiquant que la spéciation rapide ainsi que la variation des populations ancestrales ont entraîné une incertitude phylogénétique chez les Mobulidae. Enfin, nous détectons une diversité cryptique dans des populations géographiquement distinctes, démontrant qu'une gestion en dessous du niveau de l'espèce peut être justifiée chez certaines espèces. Dans l'ensemble, notre étude fournit un cadre pour la délimitation des espèces génétiques moléculaires qui est pertinent pour de nombreux taxons préoccupants pour la conservation, et met en évidence le potentiel des données génomiques pour soutenir des stratégies efficaces de gestion, de conservation et d'application de la loi.

Translated Description (Spanish)

Resumen La protección práctica de la biodiversidad se basa en la delineación de unidades biológicamente significativas. Las mantarrayas y las rayas diabólicas (Mobulidae) están amenazadas en todo el mundo, pero las similitudes morfológicas y una sucesión de cambios taxonómicos recientes impiden el desarrollo de una estrategia de protección eficaz. Aquí, generamos datos de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) de todo el genoma a partir de un conjunto geográfica y taxonómicamente representativo de muestras de mantarrayas y rayas diablo para reconstruir las relaciones filogenéticas y evaluar los límites de las especies bajo el concepto general de linaje. Mostramos que las unidades de especies nominales respaldadas por fuentes de datos alternativas constituyen linajes en evolución independiente y encontramos evidencia sólida de una supuesta nueva especie de manta raya en el Golfo de México. Además, descubrimos una clasificación sustancial de linajes incompletos que indica que la rápida especiación junto con la variación permanente en las poblaciones ancestrales ha generado incertidumbre filogenética dentro de Mobulidae. Finalmente, detectamos diversidad críptica en poblaciones geográficamente distintas, lo que demuestra que el manejo por debajo del nivel de especie puede estar justificado en ciertas especies. En general, nuestro estudio proporciona un marco para la delimitación de especies genéticas moleculares que es relevante para taxones deamplio alcance de interés ecológico, y destaca el potencial de los datos genómicos para apoyar estrategias efectivas de gestión, protección y aplicación de la ley.

Files

de%20Bruyn2243322-Published.pdf.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:006c3d82cca57c52b6225b6657404f11
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
علم الوراثة العرقية وتعيين حدود الأنواع من أجل الحفظ الفعال لأشعة مانتا والشيطان
Translated title (French)
Phylogénomique et délimitation des espèces pour une conservation efficace des raies manta et diable
Translated title (Spanish)
Filogenómica y delimitación de especies para la efectiva conservación de mantarrayas y rayas diablo

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3098852874
DOI
10.1111/mec.15683

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Kenya

References

  • https://openalex.org/W14789730
  • https://openalex.org/W1482808801
  • https://openalex.org/W1566730718
  • https://openalex.org/W1594938633
  • https://openalex.org/W1840956397
  • https://openalex.org/W1852380329
  • https://openalex.org/W1882263196
  • https://openalex.org/W1897064680
  • https://openalex.org/W1898712661
  • https://openalex.org/W1946807837
  • https://openalex.org/W1949176574
  • https://openalex.org/W1964138333
  • https://openalex.org/W1969042907
  • https://openalex.org/W1972852715
  • https://openalex.org/W1976932300
  • https://openalex.org/W1981950770
  • https://openalex.org/W1994056535
  • https://openalex.org/W2003220902
  • https://openalex.org/W2010807578
  • https://openalex.org/W2015894135
  • https://openalex.org/W2015918764
  • https://openalex.org/W2017051353
  • https://openalex.org/W2020075499
  • https://openalex.org/W2022180448
  • https://openalex.org/W2026062398
  • https://openalex.org/W2030327389
  • https://openalex.org/W2054124617
  • https://openalex.org/W2073348635
  • https://openalex.org/W2094479299
  • https://openalex.org/W2106849371
  • https://openalex.org/W2109230155
  • https://openalex.org/W2109790809
  • https://openalex.org/W2114769630
  • https://openalex.org/W2119228812
  • https://openalex.org/W2120578286
  • https://openalex.org/W2124807224
  • https://openalex.org/W2128252278
  • https://openalex.org/W2134271628
  • https://openalex.org/W2139050004
  • https://openalex.org/W2141052558
  • https://openalex.org/W2141283603
  • https://openalex.org/W2142718629
  • https://openalex.org/W2145608399
  • https://openalex.org/W2146205670
  • https://openalex.org/W2146290595
  • https://openalex.org/W2147778816
  • https://openalex.org/W2148723086
  • https://openalex.org/W2149797240
  • https://openalex.org/W2149992227
  • https://openalex.org/W2152437002
  • https://openalex.org/W2156523992
  • https://openalex.org/W2157354070
  • https://openalex.org/W2158111203
  • https://openalex.org/W2161184021
  • https://openalex.org/W2161759962
  • https://openalex.org/W2161901637
  • https://openalex.org/W2163604083
  • https://openalex.org/W2165933771
  • https://openalex.org/W2166972836
  • https://openalex.org/W2168570223
  • https://openalex.org/W2179448457
  • https://openalex.org/W2198071255
  • https://openalex.org/W2346706239
  • https://openalex.org/W2410892645
  • https://openalex.org/W2475104259
  • https://openalex.org/W2543441999
  • https://openalex.org/W2580606745
  • https://openalex.org/W2592212939
  • https://openalex.org/W2600760682
  • https://openalex.org/W2605663744
  • https://openalex.org/W2665183801
  • https://openalex.org/W2751441222
  • https://openalex.org/W2790360203
  • https://openalex.org/W2791125254
  • https://openalex.org/W2801159594
  • https://openalex.org/W2890748634
  • https://openalex.org/W2894330095
  • https://openalex.org/W2897004916
  • https://openalex.org/W2897329628
  • https://openalex.org/W2906330146
  • https://openalex.org/W2920765323
  • https://openalex.org/W2950266220
  • https://openalex.org/W2952972286
  • https://openalex.org/W2959005794
  • https://openalex.org/W2964119103
  • https://openalex.org/W2986970451
  • https://openalex.org/W3007599825
  • https://openalex.org/W3015622475
  • https://openalex.org/W3017191152
  • https://openalex.org/W3025142774
  • https://openalex.org/W3030052413
  • https://openalex.org/W3030061166
  • https://openalex.org/W355323892
  • https://openalex.org/W4211177544
  • https://openalex.org/W4289061028