Phylogenomic discordance is driven by wide-spread introgression and incomplete lineage sorting during rapid species diversification within rattlesnakes (Viperidae: Crotalus and Sistrurus)

Phylogenomics allows us to uncover the historical signal of evolutionary
processes through time and estimate phylogenetic networks accounting for
these signals. Insight from genome-wide data further allows us to pinpoint
the contributions to phylogenetic signal from hybridization,
introgression, and ancestral polymorphism across the genome. Here, we
focus on how these processes have contributed to phylogenetic discordance
among rattlesnakes (genera Crotalus and Sistrurus), a group for which
there are numerous conflicting phylogenetic hypotheses based on a diverse
array of molecular datasets and analytical methods. We address the
instability of the rattlesnake phylogeny using genomic data generated from
transcriptomes sampled from nearly all known species. These genomic data,
analyzed with coalescent and network-based approaches, reveal numerous
instances of rapid speciation where individual gene trees conflict with
the species tree. Moreover, the evolutionary history of rattlesnakes is
dominated by incomplete speciation and frequent hybridization, both of
which have likely influenced past interpretations of phylogeny. We present
a new framework in which the evolutionary relationships of this group can
only be understood in light of genome-wide data and network-based
analytical methods. Our data suggest that network radiations, like those
seen within the rattlesnakes, can only be understood in a phylogenomic
context, necessitating similar approaches in our attempts to understand
evolutionary history in other rapidly radiating species. La filogenómica
nos permite descubrir la señal histórica de los procesos evolutivos a
través del tiempo y estimar redes filogenéticas tomando en cuenta estas
señales. El conocimiento de datos genómicos incluso permiten distinguir la
contribución de la señal filogenética de la hibridación, introgresión, y
de polimorfismos ancestrales a lo largo del genoma. En este trabajo nos
enfocamos en como estos procesos han contribuido a la discordancia
filogenética entre las serpientes de cascabel, un grupo en el que hay
numerosos conflictos en las hipótesis filogenéticas obtenidas de un grupo
variado de datos moleculares y métodos analíticos. Nosotros abordamos la
inestabilidad de la filogenia de las serpientes de cascabel
(generos Crotalus y Sistrurus) usando datos
genómicos generados de transcriptomas muestreados en la mayoría de las
especies conocidas. Estos datos genómicos, analizados con métodos basados
en coalescencia y redes filogenéticas, revelaron numerosos casos de
especiación rápida donde los arboles de genes individuales conflictúan con
el árbol de especies. Además, la historia evolutiva de las serpientes de
cascabel esta dominada por una especiación incompleta y una frecuente
hibridación, las cuales probablemente han influenciado interpretaciones
pasadas de las filogenias. Nosotros presentamos un nuevo marco en el que
las relaciones evolutivas de este grupo solo pueden ser entendidas en base
a datos de genomicos y métodos analíticos basados en redes filogenéticas.
Nuestros datos sugieren que la radiación en redes filogenéticas, como se
ha visto dentro de las serpientes de cascabel, solo puede ser entendida en
un contexto filogenómico, necesitando aproximaciones similares en nuestro
intento de entender la historia evolutiva en otras especies con
radiaciones rápidas.