What does the fox DNA say?: the phylogeographic affinities of Portuguese populations of red fox in the Iberian and European context

Abstract

This study presents a comprehensive analysis of the phylogeography and genetic structure of red fox (Vulpes vulpes) populations in Portugal, contributing to the global understanding of this species. We utilized a collection of 189 mitochondrial DNA (mtDNA) sequences from three regions of the country (North, Center, and South). To determine the existence of phylogeographic relationships between the populations of Portugal and the rest of Iberia, Europe, and the Middle East, we combined our data with sequences from other studies, including some representative sequences from North Africa. Bayesian trees and Median-joining networks were constructed for various datasets to ensure robust conclusions. Within Portugal, our findings supported a previous study that indicated a North-South division within the Portuguese red fox populations, by finding region-specific haplotypes and a low, albeit statistically significant, population structure through an AMOVA. Additionally, we discovered 11 never previously described haplotypes, highlighting the genetic diversity within the Portuguese populations. Some haplotypes were shown to be much more prevalent than others, with two major haplotypes being roughly 56% of all Portuguese samples. Our analysis identified four main haplogroups among the red fox populations in Portugal. Furthermore, our study confirmed that the colonization of Iberia occurred solely through the Pyrenees and not through the Gibraltar Strait. Portugal and Spain share a considerable number of haplotypes, suggesting a close connection between the countries, which appears to be distinct from the rest of Europe, indicating that the Iberian Peninsula acted as a refuge during the Last Glacial Maximum (LGM). Subsequently, the Pyrenees Mountain range acted as a semi-permeable barrier, limiting gene flow between Iberia and the broader European populations, which were much more influenced by other refugia like the Balkans. Overall, his study effectively showed the intricacies of the genetic structure of the red fox population within Portugal, shedding light on its interconnections with both Spain and the broader European context. However, it is important to acknowledge certain limitations encountered during this investigation, including insufficient sequence representation from specific regions and inherent limitations associated with employing solely a mtDNA approach.

Este estudo apresenta uma análise abrangente da filogeografia e estrutura genética das populações de raposa vermelha (Vulpes vulpes) em Portugal, contribuindo para a compreensão global desta espécie. Utilizamos uma coleção de 189 sequências de ADN mitocondrial (mtDNA) provenientes de três regiões do país (Norte, Centro e Sul). De forma a determinar a existência de ligações filogeográficas entre as populações de Portugal e as da Ibéria, Europa e Médio Oriente, combinamos os nossos dados com sequências de outros estudos, incluindo algumas sequências representativas do Norte de África. Foram construídas árvores Bayesianas e redes de Median-joining para diversos conjuntos de dados, a fim de obter conclusões robustas. Dentro de Portugal, as nossas descobertas corroboraram um estudo anterior que indicava uma divisão Norte-Sul nas populações de raposa vermelha, ao encontrar haplótipos específicos de cada região e uma baixa, mas estatisticamente significante, estrutura populacional através de uma AMOVA. Adicionalmente, descobrimos 11 haplótipos nunca previamente descritos, o que evidencia a diversidade genética dentro das populações de Portugal. Alguns haplótipos mostraram-se muito mais prevalentes do que outros, sendo que dois haplótipos principais representaram aproximadamente 56% de todas as amostras portuguesas. A nossa análise identificou quatro principais haplogrupos entre as populações de raposa vermelha em Portugal. Além disso, o nosso estudo confirmou que a colonização da Ibéria ter-se-á dado apenas através dos Pirenéus e não através do Estreito de Gibraltar. Portugal e Espanha compartilham um número considerável de haplótipos, sugerindo uma conexão próxima entre os países, que parece ser distinta do restante da Europa, o que indica que a Península Ibérica atuou como refúgio durante o Último Máximo Glacial (LGM). Posteriormente, a cadeia montanhosa dos Pirenéus funcionou como uma barreira semi-permeável, limitando o fluxo genético entre a Península Ibérica e as populações europeias mais amplas, que foram influenciadas por outros refúgios, como os Balcãs. No geral, este estudo demonstrou efetivamente as complexidades da estrutura genética da população de raposa vermelha em Portugal, destacando as suas interconexões tanto com Espanha quanto com o contexto europeu mais amplo. No entanto, é importante reconhecer certas limitações encontradas durante esta investigação, incluindo a representação insuficiente de sequências em regiões específicas e limitações inerentes associadas à utilização exclusiva de uma abordagem mtDNA.