Integrative taxonomic analysis of Magnolia subsect. Talauma (Magnoliaceae) in Cuba
Análisis taxonómico integrativo de Magnolia subsect. Talauma (Magnoliaceae) en Cuba
Analyse taxonomique intégrative des espèces cubaines de Magnolia subsect. Talauma (Magnoliaceae)
Résumé
An accurate taxa delimitation, based on a full understanding of evolutionary processes involved in taxon differentiation, can be gained from a combination of ecological, morphological, and molecular approaches. The taxonomy of Magnolia subsect. Talauma in Cuba has long been debated and exclusively based on a traditional morphological study of a limited number of individuals. The goal of the present study is to delimit the Cuban taxa of Magnolia subsect. Talauma in order to update their taxonomic treatment through the integration of ecological, morphological, genetic, and phylogenetic criteria. Samples for the ecological (858), morphological (243), genetic (461), and phylogenetic (7) analyses were collected throughout the entire distribution range. For all the analyses, the results and graphical representations were built using the four taxa classification system. This system divided the morphological variability into the highest number of units and was used in the field to identify each taxon. In order to avoid confusion with the scientific names of the species and the different taxonomic treatments carried out on the group, the taxa were treated as morphological groups (Orbiculata, Minor, Oblongifolia, Ophiticola). The variability of each group was analysed through ecological niche models, multivariate and geometric morphometrics, 21 genetic markers, and a fully-sequenced plastome. Orbiculata had the smallest areas of niche suitability, and the groups from northeastern region showed a high level of ecological similarity. The observed leaf morphological variability was different between groups, and from that described by previous studies. The genetic results showed three as the most probable number of genetic groups, with a high level of genetic admixture between the groups from northeastern Cuba. The existence of pure individuals, backcrosses to Minor, and F2 in the groups from northeastern Cuba were detected. The plastome phylogeny validates the monophyly of Magnolia subsect. Talauma in Cuba, but does not solve the taxonomic delimitation of the groups from northeastern Cuba. Orbiculata was clearly distinguished from the other groups of the subsection based on the different sources of evidence that strongly supported their status as a valid species. The main taxonomic issues concern northeastern populations of Magnolia subsect. Talauma in Cuba. The morphological and genetic data supported the existence of two groups: corresponding mainly to Minor-Oblongifolia and Ophiticola.
Una delimitación de taxones más precisa, basada en una comprensión completa de los procesos evolutivos involucrados en la diferenciación de los taxones, se puede obtener a partir de una combinación de enfoques ecológicos, morfológicos y moleculares. La taxonomía de Magnolia subsect. Talauma en Cuba ha sido ampliamente debatida, y se ha basado exclusivamente en estudios morfológicos tradicionales de un número limitado de individuos. El objetivo del presente estudio es delimitar los taxones cubanos de Magnolia subsect. Talauma para actualizar su tratamiento taxonómico mediante la integración de criterios ecológicos, morfológicos, genéticos y filogenéticos. Se colectaron muestras para los análisis ecológicos (858), morfológicos (243), genéticos (461) y filogenéticos (7) en todo el rango de distribución del grupo. Para todos los análisis, los resultados y las representaciones gráficas se construyeron utilizando el sistema de clasificación de cuatro taxones. Este sistema divide la variabilidad morfológica en el mayor número de unidades y se utilizó en campo para identificar cada taxón. Para evitar confusiones con los nombres científicos de las especies y los diferentes tratamientos taxonómicos realizados sobre el grupo, los taxones fueron tratados como grupos morfológicos (Orbiculata, Minor, Oblongifolia, Ophiticola). La variabilidad de cada taxón se analizó a través de modelos de nicho ecológico, morfometría multivariada y geométrica, 21 marcadores genéticos y la secuencia completa del cloroplasto. Orbiculata presentó las áreas más pequeñas de idoneidad climática, mientras que los taxones del norte de oriente mostraron altos niveles de similitud ecológica. La variabilidad morfológica de la hoja fue diferente entre grupos y con respecto a la descrita por estudios previos. Los resultados genéticos mostraron a tres como el número más probable de grupos genéticos, con un alto nivel de mezcla genética entre los taxones del norte de oriente. Se detectó la existencia de individuos puros, retrocruzamientos con Minor y F2 en los taxones del norte de Cuba oriental. La filogenia del cloroplasto valida la monofilia de Magnolia subsect. Talauma, pero no resuelve la delimitación taxonómica de los grupos del norte de oriente. Orbiculata se distinguió claramente de los otros taxones de la subsección en función de las diferentes fuentes de evidencia, lo que respaldó su condición de especie válida. Las principales cuestiones taxonómicas se refieren a las poblaciones de Magnolia subsect. Talauma del norte de oriente. Los datos morfológicos y genéticos apoyaron la existencia de dos grupos correspondientes principalmente a Minor-Oblongifolia y Ophiticola.
Une délimitation taxonomique précise, basée sur une compréhension complète des processus évolutifs impliqués dans la différenciation des taxons, peut être obtenue à partir d’une combinaison d’approches écologiques, morphologiques et moléculaires. La taxonomie de Magnolia subsect. Talauma à Cuba a longtemps été débattue et exclusivement basée sur une étude morphologique traditionnelle d’un nombre limité d’individus. L’objectif de la présente étude est de délimiter les taxons cubains de Magnolia subsect. Talauma afin de mettre à jour leur traitement taxonomique par l’intégration de critères écologiques, morphologiques, génétiques et phylogénétiques. Des échantillons pour les analyses écologiques (858), morphologiques (243), génétiques (461) et phylogénétiques (7) ont été collectés sur l’ensemble de l’aire de répartition. Pour toutes les analyses, les résultats et les représentations graphiques ont été construits en utilisant le système de classification à quatre taxons. Ce système a divisé la variabilité morphologique en le plus grand nombre d’unités et a été utilisé sur le terrain pour identifier chaque taxon. Afin d’éviter toute confusion avec les noms scientifiques des espèces et les différents traitements taxonomiques effectués sur le groupe, les taxons ont été traités comme des groupes morphologiques (Orbiculata, Minor, Oblongifolia, Ophiticola). La variabilité de chaque groupe a été analysée à travers des modèles de niche écologique, des morphométries multivariées et géométriques, 21 marqueurs génétiques et un plastome entièrement séquencé. Orbiculata avait les plus petites zones de convenance de niche, et les groupes de la région nord-est ont montré un niveau élevé de similarité écologique. La variabilité morphologique observée des feuilles était différente entre les groupes, et de celle décrite par les études précédentes. Les résultats génétiques ont montré trois comme le nombre le plus probable de groupes génétiques, avec un niveau élevé d’admixture génétique entre les groupes du nord-est de Cuba. L’existence d’individus purs, de rétrocroisements vers Minor et de F2 dans les groupes du nord-est de Cuba a été détectée. La phylogénie du plastome valide la monophylie de Magnolia subsect. Talauma à Cuba, mais ne résout pas la délimitation taxonomique des groupes du nord-est de Cuba. Orbiculata a été clairement distingué des autres groupes de la sous-section sur la base des différentes sources de preuves qui soutiennent fortement leur statut d’espèce valide. Les principaux problèmes taxonomiques concernent les populations du nord-est de Magnolia subsect. Talauma à Cuba. Les données morphologiques et génétiques ont soutenu l’existence de deux groupes : correspondant principalement à Minor-Oblongifolia et Ophiticola.
Mots clés
Species concept
Species delimitation
Genetic structure
Phylogeny
Gene flow
Hybridization
Genetic markers
Microsatellites
Ecological niche models
Geometric morphometrics
Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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