Limited hybridization along a large contact zone between two genetic lineages of the butterfly Erebia medusa (Satyrinae, Lepidoptera) in Central Europe

Abstract

Genetic lineages evolving during glacial isolation frequently come into contact as the result of postglacial range expansions. Hybridization often occurs along these contact zones. In Europe, the high mountain systems of the Alps and Pyrenees are well known for their hybrid belts. This article studies the contact zone of the Woodland Ringlet Erebia medusa in a Hercynian mountain area in the Czech-German border region not exceeding 1500 m a.s.l. Hybrid populations between an eastern and a western genetic lineage were detected by amova-based tests, principal component analysis and neighbour joining analysis. Over most of the range of the Czech-German Border Mts, the ridges separate the western and the eastern genetic lineage from each other. However, two important hybrid areas were detected: (1) the watershed of the Ohře river in the north-west of that area, a major valley system passing through these mountains and (2) the high plateaux of the Šumava Mts in the south-east, an extended area of high elevation. The location of hybrid populations in geographical vicinity to non-hybrid populations and the generally low FIS (2.1%) make reduced fitness of hybrid individuals little likely. The hybrid populations have intermediate genetic diversity between the genetically poor western and the genetically rich eastern lineage populations. Genetische Linien, die während glazialer Isolation evoluierten, kommen als Resultat postglazialer Arealexpansion in Kontakt. Häufig findet Hybridisierung entlang solcher Kontaktzonen statt. In Europa sind die Bergregionen der Alpen und Pyrenäen für ihre Hybridzonen bekannt. Dieser Artikel studiert die Kontaktzone des Rundaugen-Mohrenfalters Erebia medusa in den Herzynischen Gebirgszügen des tschechisch-deutschen Grenzgebietes, welche 1500 m NN nicht überschreiten. Hybridpopulationen zwischen der westlichen und der östlichen Linie wurden durch amova basierte Tests, Hauptkomponentenanalysen und neighbour joining Analysen detektiert. Über den größten Bereich der tschechisch-deutschen Grenzgebirge separierten die höchsten Erhebungen die westliche und die östliche Linie von einander. Jedoch konnten zwei bedeutende Hybridbereiche detektiert werden: (1) die Wasserscheide der Ohře im Nordwesten dieses Gebietes, eines der Haupttalsysteme, das diese Berge durchschneidet und (2) die höchsten Plateaus des Böhmerwalds im Südosten, ein Bereich mit ausgedehnten Hochflächen. Die Lokalisierung von Hybridpopulationen in geographischer Nähe zu nicht Hybridpopulationen und der niedrige FIS (2,1%) lassen eine reduzierte Fitness der Hybridindividuen als unwahrscheinlich erscheinen. Die Hybridpopulationen besitzen eine intermediäre genetische Diversität zwischen den genetisch armen Populationen der westlichen und den genetisch reichen der östlichen Linie.