Molecular clock and events implicated in the divergence time within the endemic Gila eremica lineage in Sonora, northwest M’xico

Authors: Carlos A. Ballesteros-Cordova, Alejandro Varela-Romero, Gorgonio Ruiz-Campos, Lloyd Findley, Jos’ Manuel Grijalva-Chon, Luis Enrique Gut’errez-Mill’n

Year: 2016 (xlviii)

Abstract

The Desert Chub Gila eremica DeMarais, 1991, is an endemic species in Sonora Northwest Mexico. The recent morphological characterization of the Gila eremica lineage, revealed the isolated populations of Gila cf. eremica recently discovered from the Arroyo El Tigre sub-basin in the Matape basin, divergent respect to populations of nominal G. eremica. Moreover, the phylogenetic relationships of the lineage showed the newly discovered populations in a clade of specific identity, sharing a putative common ancestor with the populations from the Matape River basin. The geographical and topological location of G. cf. eremica populations in La Balandrona and La Pirinola Canyons at southward Sierra El Aguaje mountains, suggest the rise of the Sierra Santa Ursula (ca. 23.5 and 8.5 Mya) as a possible cause of disconnection between Arroyo El Tigre and Matape River sub-basin. The relaxed molecular clock presented here, derived from Gila turneri (12 Mya) as the calibration point of the tree (lognormal mean = 1.5, lognormal SD = 0.55), showed that populations of the G. eremica lineage diverged from Gila purpurea ca.15.60 Mya (~20.42-12.91 Mya) during the early or middle Miocene. The results suggest that divergence of G. eremica populations from the Sonora and Matape River basins occurred ca. 7.63 Mya (~13.36-3.85 Mya, in the middle or late Miocene), probably promoted for the final rise of the Sierra Mazatan in the middle Miocene (ca. 12.4 Mya). According to our results, Gila cf. eremica populations diverged from Gila eremica populations of the Matape River basin ca. 5.60 Mya (~11.03-2.37 Mya), during the middle/late Miocene or early Pliocene, agreeing with the hypothesis of the rising of the Sierra Santa Ursula as cause of disconnection be tween hydrologic systems. The divergence times of lineages obtained here, fits with geological events related to the formation of the Sierra Madre Occidental, the Basin and Range, and the Gulf of California Extensional Province during the Miocene in Sonora.

La Carpa del Desierto Gila eremica DeMarais, 1991, es una especie end’mica para Sonora en el Noroeste de M’xico. La reciente caracterizaci’n morfol’gica del linaje de Gila eremica, revel’ a las poblaciones aisladas de Gila cf. eremica recientemente descubiertas en la subcuenca del Arroyo El Tigre en la cuenca del R’o M’tape divergentes respecto a las poblaciones de la G. eremica nominal. Por otra parte, las relaciones filogen’ticas del linaje mostraron a las nuevas poblaciones descubiertas en un clado de identidad espec’fica compartiendo un putativo ancestro en com’n con las poblaciones de la cuenca del R’o M’tape. La ubicaci’n geogr’fica y topol’gica de las poblaciones de G. cf. eremica en los ca’ones La Balandrona y La Pirinola al Sur de la Sierra El Aguaje, sugiere al surgimiento de la Sierra Santa Ursula (ca. 23.5 y8.5 Ma) como una posible causa de desconexi’n entre el Arroyo El Tigre y la subcuenca del R’o M’tape. El reloj molecular relajado presentado aqu’, derivado de Gila turneri (12 Ma) como el punto de calibraci’n del ‘rbol (lognormal promedio = 1.5, lognormal DS = 0.55), mostr’ que las poblaciones del linaje de G. eremica divergieron de Gila purpurea aproximadamente hace 15.60 Ma (~20.42-12.91 Ma) durante el Mioceno medio o temprano. Los resultados sugieren que la divergencia de las poblaciones de G. eremica de las cuencas de los r’os Sonora y M’tape ocurri’ aproximadamente hace 7.63 Ma (~13.36-3.85 Ma en el Mioceno medio o tard’o), probablemente promovida por la elevaci’n final de la Sierra Mazat’n en el Mioceno medio (ca. 12.4 Ma). De acuerdo con nuestros resultados, las poblac iones de Gila cf. eremica divergieron de las poblaciones de Gila eremica de la cuenca del R’o M’tape hace aproximadamente 5.60 Ma (~11.03-2.37 Ma), durante el Mioceno medio/tard’o o Plioceno temprano, concordando con la hip’tesis del surgimiento de la Sier ra Santa Ursula como la causa de desconexi’n entre estos sistemas hidrol’gicos. Los tiempos de divergencia obtenidos aqu’, concuerdan con eventos geol’gicos relacionas a la formaci’n de la Sierra Madre Occidental, El Basin and Range y la Provincia Extensional del Golfo de California durante el Mioceno en Sonora.