Divergence in calling songs and genetic sequences in three closely related cricket species (Genus Loxoblemmus) in Korea

Abstract

Selection against costly reproductive interactions is most likely to occur between closely related species in sympatry. Then, the divergence in sexual traits for mate recognition is expected to be more conspicuous than are divergences in neutral traits such as other morphological characteristics or molecular sequences. Cricket songs are species-specific in that female crickets use in mate choice. Three Loxoblemmus cricket species occur sympatrically throughout Korea: L. doenitzi, L. campestris and L. equestris. Although L. doenitzi is morphologically distinguished from the other two species by its head shape, L. campestris and L. equestris are morphologically very similar. I predicted that calling songs of L. campestris and L. equestris were more differentiated from each other than each from that of L. doenitzi. To test this prediction, I used an integrative approach by comparing the divergences of three types of data: morphology, calling songs, and genetic sequences. Because there was no reliable morphological character for species identification, I started the analyses with L. doenitzi and the L. campestris/equestris complex. As expected, the distributions of measured morphological characters did not discriminate between L. campestris and L. equestris. However, the analysis of calling songs clearly separated the L. campestris/equestris complex into two groups. Furthermore, the divergence of mitochondrial COI was consistent with that of calling songs in the L. campestris/equestris complex. The genetic sequence analyses revealed that L. doenitzi diverged off earlier from the other two species. These results suggest that processes of sexual selection may have driven the speciation in the Loxoblemmus complex.;같은 지역 내에 함께 서식하는 근연종 간에는 손실적인 생식적 상호 작용을 도태시키는 선택이 일어날 것이다. 그렇기 때문에 이러한 두 종 사이에서는 짝짓기 상대를 인식하는 데 관여하는 생식적 특질이 중립적인 특질, 즉 형태나 유전자보다 더 뚜렷하게 차이가 날 것이다. 귀뚜라미의 노래는 암컷 귀뚜라미가 짝짓기 선택에 사용하는 종특이적인 특성이다. 한국에는 같은 지역에 함께 서식하는 Loxoblemmus속 귀뚜라미인 L. doenitzi, L. campestris, L. equestris 세 종이 있다. L. doenitzi는 머리 형태에 의해 다른 두 종과 쉽게 구별되지만, L. campestris와 L. equestris는 형태적으로 아주 비슷하다. 나는 L. campestris와 L. equestris간에 보이는 유인노래의 차이가 두 종 각각과 L. doenitzi간에 보이는 차이보다 더 클 것으로 예측하였다. 이 예측을 확인하기 위해서 형태, 유인 노래, 유전자 세 종류의 데이터를 이용해 분화 정도를 비교하는 통합적 접근을 하였다. L. campestris와 L. equestris는 형태로서 구분할 수 없었기 때문에 두 종의 귀뚜라미를 L. campestris/L. equestris complex라는 하나의 집단으로 두고 분석을 시작하였다. 예상한 바와 같이 형태 분석에서는 L. campestris와 L. equestris가 구분되지 않았다. 하지만 유인 노래 분석에서는 L. campestris/L. equestris complex가 확연하게 두 집단으로 나뉘었다. 또한 유전자 분석 결과 COI의 차이도 유인 노래 분석의 결과와 마찬가지로 두 집단으로 나눌 수 있었다. 유전자 분석 결과 L. doenitzi는 나머지 두 종보다 훨씬 일찍 분화해 나온 것으로 밝혀졌다. 이와 같은 결과에 비추어 보아 Loxoblemmus속 귀뚜라미 종의 종분화는 성선택 과정에 의해 일어났을 것이라고 추측해볼 수 있다.