Observations on Chromosomes of Dicrostonyx torquatus stevensoni Nelson and Chromosomal Diversity in Varying Lemmings = Untersuchungen an den Chromosomen von Dicrostonyx torquatus stevensoni Nelson und chromosomale Unterschiede bei Halsbandlemmingen

English abstract: The cytogenetic characteristics of the varying lemming, Dicrostonyx torquatus stevensoni, (2n = 34), were investigated, and diploid chromosomal numbers were reported for four other nominal subspecies (exsul, nelsoni, richardsoni, and rubricatus) of the torquatus-group in North America. The diploid complements ranged from 30 to 44 chromosomes, and the fundamental number from 50 to 55. Chromosomal polymorphism was observed in all forms. In cross-breeding experiments, the mating of F1 progeny was not productive. The findings support the zoogeographic concept that populations of Dicrostonyx became fragmented or displaced southward during Würm time, with relict stocks persisting in unglaciated refugia or periglacial tundra. Speciation in the isolates led to chromosomal evolution, with the result that populations spreading from refugia in post-glacial time are reproductively isolated. The torquatus-group in North America appears to be a superspecies. German title: Untersuchungen an den Chromosomen von Dicrostonyx torquatus stevensoni Nelson und chromosomale Unterschiede bei Halsbandlemmingen German abstract: Die cytogenetischen Merkmale des Halsbandlemmings, Dicrostonyx torquatus stevensoni, (2n = 34) wurden eingehend untersucht, und für vier andere nordamerikanische Unterarten der torquatus-Gruppe wurden die somatischen Chromosomensätze festgestellt. Die Chromosomenzahl der untersuchten Populationen schwankte zwischen 30 und 44, der NF (Nombre Fondamental) zwischen 50 und 55. Zuchttiere der verschiedenen Populationen wurden erfolgreich gekreuzt, aber Sterilität der F1 Unterartbastarde war typisch. Die Halsbandlemminge wiesen Karyotypenverschiedenheiten auf, die sich durch Variationen des Robertsonschen Typus, Deletionen oder möglicherweise durch perizentrische Inversionen erklären. Die Ergebnisse sprechen dafür, daß das ursprüngliche Verbreitungsgebiet von Dicrostonyx in Nordamerika durch die letzte (Würm) Vereisung getrennt wurde, und daß die Reliktpopulationen die letzte Glazial-Phase in eisfreien Refugien oder in periglazialer Tundra überlebten, wo Karyotypevolution durch lokale Anpassungsbedürfnisse gefördert wurde. Die in der Postglazialzeit aus den Refugien sich verbreitenden Populationen von Dicrostonyx scheinen reproduktiv isoliert zu sein. Die torquatus-Gruppe in Nordamerika gilt also als Superspecies.

Consequences of Early Late-Pleistocene Megadroughts in Tropical Africa

Extremely arid conditions in tropical Africa occurred in several discrete episodes between 135 and 90 ka, as demonstrated by lake core and seismic records from multiple basins [Scholz CA, Johnson TC, Cohen AS, King JW, Peck J, Overpeck JT, Talbot MR, Brown ET, Kalindekafe L,Amoako PYO, et al. (2007) Proc Natl Acad SciUSA104:16416–16421]. This resulted in extraordinarily low lake levels, even in Africa’s deepest lakes.On the basis of well dated paleoecological records from Lake Malawi, which reflect both local and regional conditions, we show that this aridity had severe consequences for terrestrial and aquatic ecosystems. During the most arid phase, there was extremely low pollen production and limited charred-particle deposition, indicating insufficient vegetation to maintain substantial fires, and the Lake Malawi watershed experienced cool, semidesert conditions (<400 mm>/yr precipitation). Fossil and sedimentological data show that Lake Malawi itself, currently 706mdeep, was reduced to an ~125 m deep saline, alkaline, well mixed lake. This episode of aridity was far more extreme than any experienced in the Afrotropics during the Last Glacial Maximum (~35–15 ka). Aridity diminished after 95 ka, lake levels rose erratically, and salinity/alkalinity declined, reaching near-modern conditions after 60 ka. This record of lake levels and changing limnological conditions provides a framework for interpreting the evolution of the Lake Malawi fish and invertebrate species flocks. Moreover, this record, coupled with other regional records of early Late Pleistocene aridity, places new constraints on models of Afrotropical biogeographic refugia and early modern human population expansion into and out of tropical Africa.

The Specific Status of the Narrow-Skulled Vole (Subgenus Stenocranius Kashchenko) in North America

On morphological and zoogeographical grounds, discussed in the present paper, it is concluded that the narrow-skulled vole in North America, previously designated Microtus (Stenocranius) miurus Osgood, is conspecific with the Eurasian M. (Stenocranius) gregalis Pallas. Fourteen subspecies in Eurasia and 5 in North America are now recognized, but it is probable that the number in Eurasia will be reduced through future investigation. The Eurasian subspecies of this vole comprise two major groups, of which one occupies the tundra zone and the other occurs across central Asia below latitude 60° N; their geographic ranges are largely separate but evidently become confluent in northeastern Siberia. The members of the northern group of Eurasian subspecies and the North American forms are closely related; the present distribution of the latter indicates post-glacial dispersal from the Amphiberingian Refugium. It is believed that the tundra-inhabiting voles in Eurasia likewise survived the Pleistocene glaciations in northern refugia, while the members of the southern group of subspecies probably represent populations that survived south of the limits of the continental glaciers. The ranges of the two Eurasian groups probably have become confluent during post-glacial time in northeastern Siberia as a result of the southward spread of the northern forms. At least, the subspecies having the intervening range closely resembles members of the northern group. Some of the ecological and ethological characteristics of these voles are briefly discussed. The chromosome number of one of the North American subspecies of narrow-skulled vole was determined to be 54; this is the first time that the chromosomes of a member of the subgenus Stenocranius have been investigated. A karyogram has been included. German abstract: Auf morphologischen und tiergeographischen Grundlagen, die in dieser Arbeit besprochen wurden, ist festgestellt worden, daß die schmalschädlige Wiihlmaus in Nordamerika, friiher Microtus (Stenocranius) miurus Osgood bezeichnet, mit der palaearktischen Art M. (Stenocranius) gregalis Pallas identisch ist. Zur Zeit gelten 14 Unterarten in Eurasien und 5 in Nordamerika als unterscheidbar; vermutlich aber wird die Zahl der palaearktischen Unterarten durch eingehendere Untersuchungen künftig vermindert werden. Auf Grund ihrer Verbreitung bilden die palaearktischen Unterarten zwei beinahe vollständig getrennte Gruppen. Die Wühlmäuse der nördlichen Gruppe bewohnen die Tundrazone, während die Vertreter der zweiten Gruppe über Mittelasien südlicher als 60° N.B. verbreitet sind. Die Verbreitungsgebiete der zwei Gruppen verbinden sich anscheinend. Die nordamerikanischen schmalschädligen Wühlmäuse sind mit den in der Tundrazone vorkommenden palaearktischen Formen nahe verwandt; sie haben sich wahrscheinlich während der Postglazialzeit aus dem Amphiberingschen Refugium verbreitet. Möglicherweise überlebten die tundrabewohnenden Wühlmäuse Eurasiens die Eiszeit ebenfalls in vereinzelten Refugien in Nordostsibirien, während die Formen der südlichen Gruppe sie jenseits der Grenzen des Festlandsgletschers überlebten. Wahrscheinlich wurden die zwei Verbreitungsgebiete dieser Art in Eurasien erst während der Postglazialzeit durch das Vordringen der nordischen Formen verbunden, da eine nähere Verwandtschaft zwischen den nördlichen und der dazwischenliegenden Unterart besteht. Einige ökologische und ethologische Eigentümlichkeiten dieser Wühlmäuse werden kurz besprochen. Es wurde festgestellt, daß eine der nordamerikanischen Unterarten der schmalschädligen Wühlmaus 54 Chromosomen hat; sie ist der einzige Vertreter der Untergattung Stenocranius, dessen Chromosomen untersucht worden sind.