Molecular phylogeny and phylogeography of the Cuban cave-fishes of the genus Lucifuga: Evidence for cryptic allopatric diversity

Abstract

Underground environments are increasingly recognized as reservoirs of faunal diversity. Extreme environmental conditions and limited dispersal ability of underground organisms have been acknowledged as important factors promoting divergence between species and conspecific populations. However, in many instances, there is no correlation between genetic divergence and morphological differentiation. Lucifuga Poey is a stygobiotic fish genus that lives in Cuban and Bahamian caves. In Cuba, it offers a unique opportunity to study the influence of habitat fragmentation on the genetic divergence of stygobiotic species and populations. The genus includes four species and one morphological variant that have contrasting geographical distributions. In this study, we first performed a molecular phylogenetic analysis of the Lucifuga Cuban species using mitochondrial and nuclear markers. The mitochondrial phylogeny revealed three deeply divergent clades that were supported by nuclear and morphological characters. Within two of these main clades, we identified five lineages that are candidate cryptic species and a taxonomical synonymy between Lucifuga subterranea and Lucifuga teresinarum. Secondly, phylogeographic analysis using a fragment of the cytochrome b gene was performed for Lucifuga dentata, the most widely distributed species. We found strong geographical organization of the haplotype clades at different geographic scales that can be explained by episodes of dispersal and population expansion followed by population fragmentation and restricted gene flow. At a larger temporal scale, these processes could also explain the diversification and the distribution of the different species.

Los ambientes subterráneos están cada vez más reconocidos como reservorios de la diversidad de fauna. Las condiciones ambientales extremas y capacidad de dispersión limitada de los organismos subterráneos han sido reconocidos como factores importantes la promoción de la divergencia entre las especies y poblaciones de la misma especie. Sin embargo, en muchos casos, no existe una correlación entre la divergencia genética y la diferenciación morfológica. Lucifuga Poey es un género de peces stygobiotic que vive en las cuevas de Cuba y las Bahamas. En Cuba, ofrece una oportunidad única para estudiar la influencia de la fragmentación del hábitat sobre la divergencia genética de stygobiotic especies y poblaciones. El género incluye cuatro especies y una de las variantes morfológicas que han contrastar las distribuciones geográficas. En este estudio, en primer lugar se realizó un análisis filogenético molecular de las especies cubanas Lucifuga utilizando marcadores mitocondriales y nucleares. La filogenia mitocondrial reveló tres subtipos profundamente divergentes que fueron apoyadas por caracteres morfológicos y nuclear. En dos de estos clados principales, se identificaron cinco linajes que son especies crípticas y candidato taxonómica una sinonimia entre Lucifuga subterranea y Lucifuga teresinarum. En segundo lugar, Los análisis filogeográficos utilizando un fragmento del gen del citocromo b se realizó para Lucifuga dentata, el más distribuidas las especies. Se encontró una fuerte organización geográfica de los subtipos de haplotipos en diferentes áreas geográficas escalas que se pueden explicar por episodios de dispersión y expansión de la población seguido por la población la fragmentación y el flujo genético restringido. En una escala temporal más amplio, estos procesos también pueden explicar la diversificación y la distribución de las diferentes especies.