Considerable research efforts have focused on elucidating the systematic relationships among salmonid fishes; an understanding of these patterns of relatedness will inform conservation- and ...fisheries-related issues, as well as provide a framework for investigating evolutionary mechanisms in the group. However, uncertainties persist in current Salmonidae phylogenies due to biological and methodological factors, and a comprehensive phylogeny including most representatives of the family could provide insight into the causes of these difficulties. Here we increase taxon sampling by including nearly all described salmonid species (n = 63) to present a time-calibrated and more complete portrait of Salmonidae using a combination of molecular markers and analytical techniques. This strategy improved resolution by increasing the signal-to-noise ratio and helped discriminate methodological and systematic errors from sources of difficulty associated with biological processes. Our results highlight novel aspects of salmonid evolution. First, we call into question the widely-accepted evolutionary relationships among sub-families and suggest that Thymallinae, rather than Coregoninae, is the sister group to the remainder of Salmonidae. Second, we find that some groups in Salmonidae are older than previously thought and that the mitochondrial rate of molecular divergence varies markedly among genes and clades. We estimate the age of the family to be 59.1 MY (CI: 63.2-58.1 MY) old, which likely corresponds to the timing of whole genome duplication in salmonids. The average, albeit highly variable, mitochondrial rate of molecular divergence was estimated as ~0.31%/MY (CI: 0.27-0.36%/MY). Finally, we suggest that some species require taxonomic revision, including two monotypic genera, Stenodus and Salvethymus. In addition, we resolve some relationships that have been notoriously difficult to discern and present a clearer picture of the evolution of the group. Our findings represent an important contribution to the systematics of Salmonidae, and provide a useful tool for addressing questions related to fundamental and applied evolutionary issues.
Coregonine fishes have a circumpolar distribution in the Arctic and sub‐Arctic Northern Hemisphere. This subfamily of Salmonidae consists of three genera: Prosopium, Stenodus and Coregonus, including ...over 30 species. Many species overlap spatially and are difficult to distinguish based on morphological characteristics, especially as larvae or juveniles. Here we present a method for rapid and cost‐effective species identification for representatives of the three genera based on sequence variation at the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I gene (COI). We examined eight species common to North America with distributional overlap in Alaska. Mean pairwise sequence divergence for all eight species was 7.04% and ranged from 0.46% to 14.23%. This sequence variation was used to develop a genetic assay based on restriction fragment length polymorphism. In a blind test, this assay provided correct species assignment for 48 of 49 individuals representing all eight species. The single incorrect assignment may reflect hybridization between two closely related species. This DNA barcode‐based assay promises to aid fishery managers and researchers by providing a cost‐effective alternative to large‐scale sequence analysis for identification of North American coregonine fishes.
Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010
Les poissons de la famille Salmonidae ont posé de nombreuses difficultés aux systématiciens qui ont tenté ...d'élucider leurs relations évolutives. Plusieurs ambiguïtés persistent à tous les niveaux de la phylogénie de cette famille et un portrait phylogénétique exhaustif comprenant de nombreux représentants de Salmonidae n'a toujours pas été obtenu. Différentes causes ont été suggérées pour expliquer les difficultés à obtenir un consensus phylogénétique, mais la portion relativement restreinte des taxons échantillonnée jusqu'ici pour effectuer les inferences milite en faveur de cette nouvelle stratégie. Dans le cadre de ce projet de maîtrise, des séquences mitochondriales (gènes cytochrome b et cytochrome c oxydase I; 2403 pb) et des AFLP (3304 loci) ont été produits afin de conduire des analyses phylogénétiques sur 107 taxons représentant une portion importante de la biodiversité spécifique de la famille. Afin de vérifier la congruence et la robustesse des différents signaux, de diminuer l'influence d'erreurs stochastiques et d'évaluer l'apport de l'échantillonnage des taxons sur la phylogénie, une supermatrice comprenant l'ensemble des séquences mitochondriales et nucléaires disponibles sur GenBank a été élaborée à partir de ce vecteur de taxons, constituant ainsi le plus grand nombre d'évidences (taxons et caractères) ayant été amenées dans un cadre phylogénétique jusqu'à ce jour. Cette stratégie a permis d'améliorer la résolution phylogénétique par l'augmentation du signal historique et la détection de biais systématiques, mettant en évidence certaines des difficultés biologiques (par ex.: hybridation, radiations) et méthodologiques ayant mené aux nombreuses contradictions entre les hypothèses phylogénétiques précédentes. En plus d'offrir un portrait qui fait plus que doubler le nombre d'espèces incluses dans la phylogénie et d'avoir inféré avec robustesse la séquence évolutive des genres de Salmoninae, la reconstruction temporelle de l'évolution et des taux de diversification obtenue par l'enracinement de l'arbre phylogénétique avec le groupe Esociformes et l'inclusion de cinq points de calibration fossile témoigne de l'ampleur temporelle de l'évolution dans Salmonidae et demande de considérer une nouvelle hypothèse pour l'enracinement de la famille et la séquence évolutive de ses sous-familles.
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