Exploring the butterfly speciation continuum : A study on butterfly speciation in the transition to genomic techniques

Abstract

Butterflies are among the best studied animals, but despite the research efforts carried out during centuries, our knowledge on their diversity and on the mechanisms generating it is still incomplete. In order to understand how butterflies diversify, the speciation continuum of six study cases was examined using morphometrics and several genetic techniques (from sequencing specific markers to genomics). The analysis of phenotypic and genetic variation combined with gene flow evidence allowed to identify the states of the speciation continuum, i.e. to study the relationships between populations. This approach was used as a framework (1) to make grounded taxonomic hypotheses and (2) to extract clues about the mechanisms that drive speciation. As a result, we described and proposed several cases of overlooked and oversplit taxa. We documented the existence of three types of mechanisms producing diversification in butterflies: drift, selection and hybridisation. Selection acted through adaptation to biotic environmental factors, which caused reproductive character displacement, host plant shift and allochrony mediated by adaptation to host plant flowering period. Additionally, the genetic techniques employed were evaluated and their advantages and limitations discussed

Les papallones són un dels animals més ben estudiats però, malgrat els esforços dedicats a la seva recerca, el coneixement que tenim sobre la seva diversitat i sobre els mecanismes que la generen és encara incomplet. Per tal d'entendre com les papallones diversifiquen, s'ha examinat el continu de l'especiació en sis casos mitjançant l'ús de la morfometria i de diverses tècniques genètiques (des de la seqüenciació de marcadors específics fins a la genòmica). L'anàlisi de la variació fenotípica i genètica combinada amb evidències sobre el flux genètic ha permès identificar els estats del continu de l'especiació, i.e. l'estudi de les relacions entre poblacions. Aquesta aproximació s'ha usat com a marc (1) per fer hipòtesis taxonòmiques fonamentades i (2) per extreure pistes sobre els mecanismes que dirigeixen l'especiació. Com a resultat, hem descrit i proposat diversos casos de tàxons que havien passat desapercebuts o que s'havien dividit excessivament. Documentem l'existència de tres tipus de mecanismes productors de diversitat en papallones: deriva, selecció i hibridació. La selecció actuà mitjançant l'adaptació a factors ambientals biòtics, que causaren desplaçament de caràcters reproductius, canvi de planta nutrícia i a\ll ocronia produïda per l'adaptació al període de floració de la planta nutrícia. Addicionalment, les tècniques genètiques emprades són avaluades i els seus avantatges i inconvenients discutits.