Mitochondrial population structure of false killer whales (pseudorca crassidens) and pilot whales (globicephala melas) around new zealand waters, genetic diversity and initial evidence of hybridization

Abstract

The long fin pilot whale (Globicephala melas) and the false killer whale (Pseudorca crassidens) are two social delphinid species that travel in big groups and have strong matrilineal associations. Previous studies found low levels of genetic diversity in both species. Here, we use mitochondrial DNA (mtDNA) control region sequences and genotypes from seven nuclear DNA (nucDNA) microsatellite loci, to examine the genetic diversity and population structure of both species from skin samples collected around New Zealand waters. We also analyze the presence of a possible hybrid between G.melas and other delphinids, using genetic and photographic evidence. In concordance with previous studies, relatively low levels genetic diversity were found for both species. We described a new G.melas control region haplotype, unique to the Bay of islands location (BOI) in New Zealand and found significant differentiation between the BOI location and a different New Zealand location from a previous study. All P.crassidens control region sequences obtained in this study corresponded to a previously defined haplotype from the South Pacific. Morphological differences between G.melas and the possible hybrid individuals were observed, however, no genetic evidence of hybridization between G.melas and P.crassidens was found. The sample corresponding to the possible hybrid was identified as Globicephala macrorhynchus based on mitochondrial DNA. Our findings indicate that in the North Island of New Zealand, the distribution of both pilot whale species can eventually overlap. Further analysis must be performed to confirm if this case could be a hybridization event between G.melas and G.macrorhychus.

La ballena piloto de aleta larga (Globicephala melas) y la falsa orca (Pseudorca crassidens), son especies que viajan en grandes grupos y tienen fuertes asociaciones matrilineales. Estudios anteriores encontraron bajos niveles de diversidad genética en estas especies. En el presente estudio, se utilizaron secuencias de la región control del ADN mitocondrial (ADNmt) y genotipos de siete loci de microsatélites de ADN nuclear (ADNn), para examinar la diversidad genética y la estructura poblacional de las dos especies, a partir de muestras de piel recolectadas en las aguas de Nueva Zelanda. Adicionalmente, se analizó la presencia de un posible híbrido entre G.melas y otros delfines de la zona, a partir de evidencia genética y fotográfica. En concordancia con estudios previos, se observaron niveles relativamente bajos de diversidad genética en las dos especies. Se encontró un nuevo haplotipo de la región de control de G.melas, exclusivo de la localidad de Bay of Island (BOI) en Nueva Zelanda. Así mismo, se encontró que la localidad de BOI y otra localidad de Nueva Zelanda previamente estudiada, se encuentran significativamente diferenciadas. Todas las secuencias de la región control de P.crassidens obtenidas en este estudio, corresponden a un haplotipo del Pacifico Sur previamente definido. Se observaron diferencias morfológicas entre G.melas y los posibles individuos híbridos, sin embargo, no se encontró evidencia genética de hibridación entre G.melas y P.crassidens. La muestra correspondiente al posible híbrido fue identificada como ballena piloto de aleta corta (Globicephala macrorhynchus) según su ADN mitocondrial. Nuestros hallazgos indican que en la Isla Norte de Nueva Zelanda la distribución de las dos especies de ballena piloto puede superponerse eventualmente. Se deben realizar más análisis para confirmar si este caso podría ser un evento de hibridación entre G.melas y G.macrorhychus