Limited genetic differentiation of Mycetomoellerius mikromelanos in Parque National Soberanía, Panama: Implications for queen dispersal. (9th November 2022)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Cardenas, Cody Raul; Mularo, Andrew J.; Chavez, Andreas S.; Adams, Rachelle M. M.
• Is Part Of: Biotropica. Volume 55:Number 1(2023)
• Page Start: 145
• Page End: 159
• Publication Date: 2022-11-09
• Subjects: dispersal -- fungus‐farming ants -- fungus‐growing ants -- habitat preference -- Panama Canal zone -- Parque Nacional Soberanía -- population genetics; Biotic communities -- Tropics -- Periodicals; Applied ecology -- Tropics -- Periodicals; Biology -- Tropics -- Periodicals; 577.80913
• DOI: 10.1111/btp.13171
• Languages: English
• ISSNs: 0006-3606

Abstract

Abstract: The coevolutionary relationship between fungus‐growing ants (Formicidae: Attini: Attina) and their symbionts has been well studied in the Panamanian rain forests. To further understand the ecological context of these evolutionary relationships, we have examined the population‐genetic structure of the fungus‐growing ant species Mycetomoellerius mikromelanos Cardenas, Schultz, Adams 2021 in the Panama Canal Zone. We specifically investigated the presence of population structure, the significance of geographic features (i.e., creeks) limiting gene flow, and relatedness between ant colonies. To accomplish this, we genotyped 85 ant colonies from nine creeks across an approximately 30 km transect in Parque National Soberanía, Panama, using double‐digest restriction‐site‐associated DNA sequencing. We did not find distinct population structure using two genetic clustering methods; however, we did detect an effect of isolation by distance. Furthermore, related colonies were frequently detected on the same creek or neighboring creeks, and some at further geographic distances. Collectively, these findings demonstrate that new colonies tend to establish on natal creeks and occasionally on distant creeks following long‐distance dispersal events. We discuss how population‐genetic patterns reveal the natural history of M. mikromelanos in Parque National Soberanía and how these results fit into the context of fungus‐growing ant mutualisms. Abstract in Spanish is available with online material. Abstract : We investigated the population genetics of a new species of fungus‐growing ant from Parc National Soberanía in the Panama Canal Zone. Closely related colonies were identified on the same or neighboring creeks, and some closely related colonies on distant creeks. Our results provide insight into the dispersal of Mycetomoellerius mikromelanos in the Panama Canal zone. RESUMO: La relación coevolutiva entre las hormigas cultivadoras de hongos (Formicidae: Attini: Attina) y sus simbiontes ha sido bien estudiada en los bosques húmedos panameños. Para comprender mejor el contexto ecológico de estas relaciones evolutivas, en este estudio examinamos la estructura genética de la población de la hormiga cultivadora de hongos Mycetomoellerius mikromelanos Cardenas, Schultz, Adams 2021 en la Zona del Canal de Panamá. En concreto, analizamos la presencia de estructura poblacional, la importancia de factores geográficos que pudieran limitar el flujo de genes (en este caso, arroyos), así como el parentesco entre las colonias. Para ello, se muestrearon 85 colonias de hormigas de nueve arroyos distribuidos a lo largo de un transecto de aproximadamente 30 km en el interior del Parque Nacional Soberanía, Panamá, que fueron genotipificadas mediante la técnica de secuenciación del ADN asociado a sitios de restricción de doble digestión (ddRAD‐seq, por sus siglas en ingles). Pese a utilizar dos métodos de agrupamiento distintos, no encontramos ninguna estructura poblacional significativa; no obstante, nuestros datos revelaron un patrón de aislamiento por distancia entre las colonias. Además, a menudo colonias de parentesco cercano se encontraron en mismo arroyo o colindante, mientras que a distancias geográficas mayores eran menos abundantes. En conjunto, estos hallazgos demuestran que las nuevas colonias tienden a establecerse en los arroyos natales y, solo ocasionalmente tras eventos de dispersión a larga distancia, en arroyos más lejanos. Finalmente, debatimos cómo los patrones genético‐poblacionales revelan la ecología de M. mikromelanos en el Parque Nacional Soberanía y cómo estos resultados encajan en el contexto de mutualismo entre hormigas y hongos.