A multi-gene estimate of higher-level phylogenetic relationships among Nightjars (Aves: Caprimulgidae)

Abstract

ABSTRACT · The higher-level phylogenetic relationships of the nightjars and nighthawks (Caprimulgidae) have been challenging for traditional systematics due to their cryptic plumage and conservative morphology. We explored these relationships by combining two previously published molecular datasets with new data to generate a complete matrix (7,104 bp) of evolutionarily disparate sequence elements from four genes for 36 taxa. We analyzed each of the genes separately for base composition heterogeneity and heterozygosity. We analyzed the concatenated matrix in a likelihood framework using seven different partitioning schemes. As the number of subsets in a given partitioning scheme increased, tree length and likelihood score also increased; however, the branching topology was little affected by increasingly complex partitioning schemes. Our best maximum likelihood tree has increased bootstrap support at 13 of 30 ingroup nodes compared with previous analyses, a result likely due to doubling the length of the sequence data. Coalescent-based species tree inference produced a tree congruent with all strongly supported nodes in the maximum likelihood tree. This topology agrees with previous molecular studies in identifying three small, early branching Old World genera (Eurostopodus, Lyncornis, and Gactornis) and four more speciose terminal clades, representing the New World nighthawks (genus Chordeiles) and three nightjar radiations centered in South America, Central America and the Old World, respectively. Increased node support across the tree reinforces a historical scenario with origins in the region surrounding the Indian Ocean, followed by diversification in the New World and subsequent recolonization and radiation in the Old World. Future work on this group should incorporate additional members of the genera Lyncornis and Eurostopodus, to determine which is the basal lineage of Caprimulgidae.RESUMEN · Relaciones filogenéticas de más alto nivel de los atajacaminos (Aves: Caprimulgidae) en base a un análisis multigénico Las relaciones filogenéticas de más alto nivel de los atajacaminos y añaperos (Caprimulgidae) son un reto para la sistemática tradicional, debido a que el grupo posee morfología poco variable y plumajes crípticos. Exploramos relaciones filogenéticas en el grupo combinando dos conjuntos de datos moleculares ya publicados con nuevos datos. La matriz completa (7,104 bp) se generó con cuatro genes y 36 taxones, incluyendo marcadores con distintos modelos de evolución. Se examinó cada uno de los genes por separado para determinar heterocigosidad y heterogeneidad de la composición de bases. Se analizó la matriz concatenada en un marco de máxima verosimilitud utilizando siete particiones diferentes. La longitud de los árboles filogenéticos y su verosimilitud aumentaron a la par del número de subconjuntos en una partición particular; sin embargo, la topología del árbol varió poco entre particiones. En comparación con topologías publicadas, nuestro árbol de máxima verosimilitud tuvo mejor soporte para 13 de los 30 nodos internos, resultado que podría deberse al uso del doble de los datos de secuencias. El método de árboles de especies basado en coalescencia produjo una topología congruente con la obtenida por máxima verosimilitud. Esta topología concuerda con previos estudios moleculares, identificando tres pequeños géneros del Viejo Mundo como basales en la filogenia (Eurostopodus, Lyncornis y Gactornis), y cuatro clados terminales con más especies. Estos clados terminales representan los atajacaminos del Nuevo Mundo del género Chordeiles, y otras tres radiaciones de América del Sur, Central y del Viejo Mundo. Nuestros resultados sugieren un escenario histórico con orígenes del grupo en la región circundante al Océano Indico, seguido por la diversificación en las Américas y la posterior recolonización y radiación en el Viejo Mundo. Futuros estudios en este grupo deben incorporar miembros adicionales de los géneros Lyncornis y Eurostopodus, lo que permitirá estudiar cuál es el linaje basal de Caprimulgidae.