Speciation Mode Reconstruction for Lepilemur six species (L. mustelinus, L. edwardsi, L. dorsalis, L. leucopus, L. ruficaudatus, L. septentrionalis) Based on the Lepilemur Karyotype Analysis

여우원숭이속(Lepilemuridae)의 핵형 분석을 통해 나타난 Lepilemur 6종(L. mustelinus, L. edwardsi, L. dorsalis, L. leucopus, L. ruficaudatus, L. septentrionalis)의 종 분화 양상

The aim of this study was to test the validity of the hypothesis that the karyotypes of four species of Lepilemuridae were formed spontaneously from their ancestral hybrid karyotype. Hypothetical ancestral haploid Karyotype of Lepilemuridae is composed of 18 autosomes and X chromosomes. Lepilemur mustelinus karyotype has four tandem fused chromosomes and one Robertsonian translocated chromosome pairs. Lepilemur septentrionalis septentrionalis karyotype has only two pairs of translocated chromosomes. We reconstruct and suggest ancestral karyotype of LMU(ancLMU) and LSS(ancLSS), from which all four studied species were derived. Hybrids of ancLMU and ancLSS were formed and produce differently fused equilibrated gametes via circular form arrangement during gametogenesis. Five unit of trivalent homologous chromosome pairs were engaged in a circular form to give new gamete corresponding to the karyotype of L. dorsalis, orientation of one unit of trivalent was inversed in the circle to gave new gamete corresponding to the karyotype of L. leucopus. Seven homologous chromosome pairs were engaged in circular form to give haploid karyotype of Lepilemur ruficaudatus. Only one homologous chromosome pair is dissociated and the other chromosome pairs rearranged in the circle to form haploid karyotype of Lepilemur edwardsi. The new gametes could be produced from these circular forms. When the new gamete fertilized with the same type of gamete, The new homozygote is produced as existing L. dorsalis, L. leucopus, L. edwardsi and L. ruficaudatus. These results support the theory that new species could be formed in hybrid population through activated chromosome fusion, chromosome rearrangement in circular from at zygotene stage and production of equilibrated gametes to form homozygote new species.

이 연구의 목적은 Lepilemuridae(여우원숭이속) 4종의 핵형은 그들의 선조격인 두 종의 교잡된 핵형으로부터 형성되었음을 검증하는데 목적이 있다. 여우원숭이 속의 가상적인 선조종의 반수체 핵형은 18개의 상염색체와 x염색체로 구성된다. L. mustelinus(LMU)의 핵형은 염색체 4개가 연속적으로 융합된 염색체와 하나의 Robertsonian 전이 염색체 쌍을 가진다. LSS의 핵형은 단지 2쌍의 상호전위된 염색체를 가지고 있다. 우리들은 LMU와 LSS의 조상핵형(anc LMU and ant LSS)을 재구성할 수 있었고, 그로부터 다른 4종의 Lepilemur가 생성될 수 있었다. anc LMU와 anc LSS의 교잡종은 배우자 형성시 환형의 배치를 거치면서 전혀 다른 형태로 융합된 유전적으로 완전한 배우자를 형성할 수 있다. L. dorsalis의 핵형이 구성되기 위해서는 교잡종의 5조의 Trivalent염색체가 감수분열 중기에 환의 모양으로 배열되면서 인접한 단부동원체들이 융합되어 새로운 핵형인 L. dorsalis의 핵형이 만들어진다. L. leucopus의 핵형은 위와 같이 환모양을 구성하기 위해 배열된 Trivalent 염색체 조들 중에서 단지 한 조가 먼저와 다른 방향으로 환속에 위치하게 되므로써 이웃한 단부동원체들이 융합되어 L. leucopus의 핵형을 형성한다. L. ruficaudatus의 반수체 핵형이 만들어 지는 데에는 환으로 배열될 때 7개의 상동염색체 쌍이 배열되고 이웃하는 단부동원체들의 융합에 의해 새로운 조합으로 된 L. ruficaudatus의 반수체 핵형이 형성된다. L. edwardsi의 반수체 배우자가 형성될 때는 LRE가 만들어 질 때의 환형에서 단지 하나의 삼동염색체 쌍이 분리되므로써 LED의 반수체 핵형이 생성된다. 이러한 기전에 의해서 만들어진 새로운 완전한 배우체들은 동일한 형태의 배우자와 수정되므로써 새로운 상동염색체를 가진 종 L. dorsalis, L. leucopus, L. ruficaudatus, L. edwardsi가 형성되었다 이 결과들은 유전적으로 완전한 새로운 종이 교잡종의 군집으로부터 활성화된 염색체들의 융합, 접합기에서 환형으로의 배열 기전을 통해 형성될 수 있다는 이론을 뒷받침한다.