Genome size evolution and phenotypic correlates in the poison frog family Dendrobatidae
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AbstractAdaptive and neutral processes have produced a spectrum of genome sizes across organisms. Amphibians in particular possess a wide range in C-values, from <1 pg to over 125 pg. However, the genome size of most amphibians is unknown, and no single family has been comprehensively assessed. We provide new estimates for 32 poison frog species representing the major lineages within Dendrobatidae using Feulgen staining of museum specimens and flow cytometry of fresh tissue. We show that genome size in Dendrobatidae likely evolves under an OrnsteinUhlenbeck process, potentially with evolutionary rate shifts in the generaPhyllobatesandHyloxalus, which respectively possess species with the largest (13.0 pg) and second smallest (2.6 pg) genomes in the family. Phylogenetically controlled analyses indicate that genome size is positively correlated with snout-vent-length, oocyte number, and clutch size, but negatively correlated with active metabolic rate and metabolic scope. While body size and metabolic rate are also correlates of toxicity, we found no relationship between genome size and the evolution of chemical defense within Dendrobatidae. Our assessment of genome size in Dendrobatidae provides insight into the processes shaping genome size evolution over short timescales and a dataset that will facilitate investigations of the mechanistic links between genome size and organismal physiology.ResumenLos procesos adaptativos y neutrales han producido un espectro de tamaos de genoma en los organismos. Los anfibios en particular poseen una amplia gama de valores C, desde <1 pg hasta ms de 125 pg. Sin embargo, se desconoce el tamao del genoma de la mayora de los anfibios y no se ha evaluado exhaustivamente ninguna familia. Proporcionamos nuevas estimaciones para 32 especies de ranas venenosas que representan los principales linajes dentro de Dendrobatidae utilizando la tincin de Feulgen con especmenes de museo y citometra de flujo con tejido fresco. Mostramos que el tamao del genoma en Dendrobatidae probablemente evolucione bajo un proceso de Ornstein-Uhlenbeck, potencialmente con cambios en la tasa evolutiva en los gnerosPhyllobateseHyloxalus, que respectivamente poseen especies con el genoma ms grande (13,0 pg) y el segundo ms pequeo (2,6 pg) de la familia. Los anlisis filogenticamente controlados indican que el tamao del genoma se correlaciona positivamente con la longitud hocico-cloaca, el nmero de ovocitos y el tamao de la nidada, pero se correlaciona negativamente con la tasa metablica activa y el alcance metablico. Aunque el tamao corporal y la tasa metablica se correlacionan con la toxicidad, no encontramos relacin entre el tamao del genoma y la evolucin de la defensa qumica dentro de Dendrobatidae. Nuestra evaluacin del tamao del genoma en Dendrobatidae proporciona informacin sobre los procesos que dirigen la evolucin del tamao del genoma en escalas de tiempo cortas y un conjunto de datos que facilitar las investigaciones de los vnculos mecnicos entre el tamao del genoma y la fisiologa del organismo.
