Geographic Variation of Mitochondrial DNA and Release Call Traits of Two Populations of Mongolian Toad, Pseudepidalea raddei

Abstract

Theoretical foundation of genetics and phenotypic of Chinese Pseudepidalea raddei population have been proven to diverge into two lineages. Hence, on the basis of hypothesis testing from literature, I hypothesized that Mongolian population of P. raddei to share the same pattern of geographic variation as Chinese lineage, thus diverge into two clades. In addition, I expected the presence of geographic variation in behavior aspect, in this case, release calls possessed by male individuals of Mongolian P. raddei from the two clades. Release call are proved to be phylogenetically different and helpful for the recognition of a species. I analyzed intraspecific variation in the release calls of Pseudepidalea raddei, a toad species widely distributed in Northeast Asian countries, among 4 localities in Mongolia. Release calls are a type of vocalization most frequently emitted by males, usually when amplected by conspecific males, and consisting of a series of simple, repeated notes. I examined the level of call variation between males in each call property and the influences of temperature, body size of calling male and habitat type on acoustic features. To assess the population structure of P. raddei in Mongolia, I collected 129 individuals from 10 different localities including the ones where the release calls were recorded. Using Bayesian Inference approach, I computed a median joining network and reconstructed a phylogenetic tree inferred from four concatenated mitochondrial DNA markers, CR-12S- 16S-COI. The results revealed that Snout-vent length (SVL) strongly influenced rise time and clade type affected call duration. Bayesian inference tree supported two major clades segregation in Mongolian P. raddei. Comparison of call properties from individuals between the two different clades showed significant differences in call duration. The results supported my hypothesis that Mongolian P. raddei populations follows the same pattern of Chinese P. raddei population. The segregation of clades followed by release calls indicates a possible hybridization event occurred among the species. This study provides the question on the causal factor that shaping the population structure in relation to release calls of P. raddei population in general. In order to deepen our understanding, extensive geographical sampling and broader demographic studies of this species are needed.;작은두꺼비속 Pseudepidalea 에 속하는 몽골참두꺼비(Pseudepidalea raddei) 는 무미목(Anuran)의 두꺼비과(Bufonidae)에 속하는 외온성의 양서류이며 구북구계에 속하는 종으로 북한 백두산 일대, 중국 동북부, 몽골, 러시아 연해주에 분포한다. 작은두꺼비 무리는 분류학적으로 매우 혼란스런 집단으로 많은 논란을 거친 뒤 2006년에 두꺼비속에서 분리되어 작은두꺼비속으로 분류되었다. 본 연구는 몽골 내륙에 서식하는 몽골참두꺼비의 서식지에 따른 유전적 변이와 release call (양서류 종이 원하지 않는 포접을 중단하기 위해, 또는 다른 수컷들 에게 자신은 암컷이 아닌 것을 알리는 울음소리의 한 종류) 의 변이를 알아본다. 본 연구에서는 총 열 군데의 종 분포지역에서 129개체를 채집하고33 개체의 release call정보를 얻었다. 지리적 위치에 따라 채집 지역을 크게 다섯 개체군으로 분류하였다. 환경적 요인과 외부 형태학적 요인이 release call변이에 끼치는 영향을 알아보기 위하여 서식지 종류 (호수, 우각호, 연못)를 기록하였고, 종의 몸길이와 무게를 측정하였으며, 녹음 시 주변 온도도 함께 측정하였다. 네 개의 유전자 마커 (12S, 16S, CR, CO1) 를 이용하여 haplotype network 분석과 베이시안 계통수 분석을 하였으며 MANOVA를 이용한 환경적 요인과 유전적 요인이release call에 끼치는 영향을 분석하였다. 베이시안 추론 모델에서, 다섯 개체군은 크게 두 분기 군으로 나누어진 형태를 보였다. Mantel test 에서 isolation-by-distance 영향이 유의미한 것으로 나타났다. 피어슨 상관관계 분석결과 주변 온도와 몸무게는 release call의 차이에 영향을 끼치지 않았지만, 몸길이는 유의미한 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 서식지 종류와 분기군의 속성이release call의 구성 요소에 영향을 미치는지에 대해 알아보기 위해 두 번의 다변량 분산 분석을 시행하였다. 그 결과, 서식지 종류는 유의미한 영향력을 보이지 않았으나, 분기 군 간에서는 울음소리의 길이(초단위)에서 유의미한 차이를 보였다. 이러한 결과들을 통해, 몽골 내륙의 몽골참두꺼비 개체군의 적어도 두 개 이상의 분기군으로 이루어 있으며, 분기군 간의 release call에는 어느정도 차이점이 있다는 것을 알 수 있었다. 동종 내에서 한 개 이상의 분기군이 나온 것에 대한 이유를 밝히기 위해서는 더 자세한 추후 연구의 필요성이 요구 되지만 현 시점에서 제시 할 수 있는 가설로는 3배체 몽골참두꺼비로 인한 배수성 돌연변이를 이유로 들 수 있다. 그리고 추후 연구를 통하여 release call이 분류학적 기준으로 사용 될 수 있는가에 대한 잣대를 마련할 예정이다.