Molecular phylogeography of the European coastal plants Crithmum maritimum L., Halimione portulacoides (L.) Aellen, Salsola kali L. and Calystegia soldanella (L.) R. Br.

Abstract

The intraspecific phylogeography of four European coastal plants, Crithmum maritimum, Halimione portulacoides, Salsola kali and Calystegia soldanella, was inferred from AFLP and ITS data. Only in C. maritimum, H. portulacoides and S. kali, a spatial genetic structure was revealed. The phylogeographic similarities and dissimilarities of these species include: (1) All three have distinct Black/Aegean and Adriatic Sea clusters. (2) Salsola kali and H. portulacoides show a distinct Atlantic/North Sea/Baltic Sea cluster, while Atlantic and eastern Spanish material of C. maritimum clustered together. (3) In the west Mediterranean, only S. kali forms a single cluster, while both H. portulacoides and C. maritimum display a phylogeographic break in the vicinity of the southern French coast. For S. kali, AFLP and ITS data concur in identifying separate Atlantic, east and west Mediterranean clades. All these patterns are postulated to result from both temperature changes during the last glacial and contemporary sea currents. No geographic AFLP structure was revealed in C. soldanella, both at the range-wide and population level. This was attributed to the remarkable seed dispersal ability of this species and possibly its longevity and clonal growth, preserving a random pattern of genetic variation generated by long-distance seed dispersal over long time periods.

Die intraspezifische Phylogeographie der vier Küstenpflanzen Crithmum maritimum, Halimione portulacoides, Salsola kali und Calystegia soldanella wurde mit Hilfe von AFLPs und ITS-Sequenzen untersucht. Nur bei C. maritimum, H. portulacoides und S. kali wurde eine geographische Struktur der genetischen Variation beobachtet. Folgende phylogeographischen Ähnlichkeiten bzw. Unterschiede wurden festgestellt: (1) alle drei Arten hatten ein distinktes Cluster im Schwarzen/Ägäischen und im Adriatischen Meer. (2) Währen S. kali- und H. portulacoides-Proben ein distinktes Cluster im Atlantischen Ozean/Nordsee/Ostsee bildeten, fielen Proben von C. maritimum aus dem Atlantik mit ostspanischem Material zusammen. (3) Im westlichen Mittelmeer bildete nur S. kali ein einzelnes Cluster, während H. portulacoides und C. maritimum im Bereich der südfranzösischen Küste einen phylogeographischen Bruch zeigten. Bei S. kali identifizierten AFLP und ITS eine separate atlantische, eine ost- und eine westmediterrane Gruppierung. Diese Muster könnten sowohl aus Temperaturveränderung während der letzten Eiszeit, als auch aus gegenwärtigen Meeresströmungen resultieren. Bei C. soldanella wurde weder auf dem Populationsniveau noch im Gesamtverbreitungsgebiet eine geographische Struktur mit AFLP gefunden. Das wurde der außergewöhnlichen Samenausbreitungsfähigkeit, in Kombination mit einer möglichen Langlebigkeit und dem klonalen Wachstum der Art zugerechnet. Diese Faktoren erhalten ein Zufallsmuster der genetischen Variabilität über lange Zeiträume, die durch Samenausbreitung über lange Distanzen hervorgerufen wurde.