Spatial genetic structure in Northern European Sphagnum squarrosum Crome in relation to its Arctic morph

Abstract

Den arktiske morfen til Sphagnum squarrosum skiller seg fra den typiske Boreale morfen og har morfologiske likheter med S. teres som er nært beslektet og kan ligne på S. squarrosum når den vokser under spesifikke forhold. Tidligere studier har ikke funnet genetisk struktur i S. squarrosum og den arktiske morfen har aldri vært undersøkt i sammenheng med artsavgrensning. Jeg hadde som mål å oppklare den taksonomiske statusen til den arktiske morfen av S. squarrosum og dens fylogenetiske forhold til S. teres og S. tundrae som vokser sammen med den på Svalbard. Det ble utført RADseq analyse av 61 prøver av de tre studieartene fra Svalbard, Norge, Finland, Estland, Færøyene, Grønland, og Russland. Datasettet ble analysert med STRUCTURE, RAxML, PCA og FST verdiene ble estimert. Jeg fastslo at den arktiske morfen tilhører S. squarrosum, men jeg fant mer geografisk struktur i S. squarrosum enn tidligere studier har oppdaget. Individene av S. squarrosum fra Svalbard, og de arktiske områdene av Grønland og Norge er genetisk mer lik hverandre enn prøver sør for den arktiske sirkelen. Prøver sør for den arktiske sirkelen dannet to grupper, den ene inneholdt individer fra Færøyene og Sør-Norge, mens den andre inneholdt individene fra alle de gjenværende lokalitetene. Den genetiske gruppen bestående av prøvene fra Færøyene og Sør-Norge var mest genetisk distinkt blant prøvene av S. squarrosum og kan være i ferd med å bli en egen art.

The Arctic morph of Sphagnum squarrosum differs from the typical Boreal morph and has morphological similarities with Sphagnum teres which is closely related and may resemble S. squarrosum when growing in certain conditions. While previous studies have detected no genetic structure in Sphagnum squarrosum, the Arctic morph has never been explored in the context of species delimitation. I aimed to clarify the taxonomic status of the Arctic morph of S. squarrosum and its phylogenetic relationship with S. teres and S. tundrae with which it co-occurs at Svalbard. RADseq analysis was applied to 61 samples of the three study species from Svalbard, Norway, Finland, Estonia, Faroe Islands, Greenland, and Russia. The dataset was then analysed with STRUCTURE, RAxML, PCA, and FST was calculated. I found that the Arctic morph belongs within S. squarrosum, but I also found more spatial structure in the S. squarrosum than discovered in previous studies. The specimens of S. squarrosum from Svalbard, Arctic Greenland, and Arctic Norway are genetically more similar to each other than to samples south of the Arctic circle. Samples south of the Arctic circle formed two groups, one containing samples from Faroe Islands and South Norway, while the other encompassed samples from all the remaining locations. The genetic group containing the samples from Southern Norway and Faroe Islands was the most genetically dissimilar among the S. squarrosum samples and could be under emerging speciation.