Molecular phylogenetics uncovers two new species in the genus Phyllobates (Anura, Dendrobatidae): the terrible frog gets two new sisters

Zookeys. 2024 Sep 16:1212:217-240. doi: 10.3897/zookeys.1212.126733. eCollection 2024.

Abstract

True poison-dart frogs (Phyllobates, Dendrobatidae) evolved the ability to secrete batrachotoxins, the most powerful alkaloids known to date. The genus comprises five species whose systematics, at first glance, appeared clear. The most derived clade would include two Colombian species (P.terribilis and P.bicolor) with the highest toxicity, the largest body size, and predominantly yellow body colouration. The other three species (P.aurotaenia, P.vittatus, and P.lugubris) are less toxic on average, have smaller size, and are predominantly black with bright dorsolateral stripes. Recent research has revealed the existence of two major lineages among the three Colombian species. The northern lineage appears to result from a complex evolutionary history, including perhaps introgression among yellow and black taxa. The southern lineage instead revealed the existence of new clades closely related to P.terribilis, black and yellow, that arguably deserve their recognition as new species. Here, available evidence is combined to support the erection of southern populations of P.aurotaenia as a new highly toxic species, sister to P.terribilis, and much closer to it than to any other yellow or black-bodied species, Phyllobatessamperi sp. nov. Their common ancestor is sister to an additional yellow species, which we also describe here as Phyllobatesbezosi sp. nov. Both new species can be externally diagnosed using colouration. Our previous and current analyses also suggest the existence of additional taxa and corroborate multiple transitions in colouration across these hypertoxic taxa.

ResumenLas verdaderas ranas de dardo venenoso (género Phyllobates) evolucionaron la capacidad de secretar batracotoxinas, los alcaloides más poderosos que se conocen hasta hoy. El género comprende cinco especies, cuya taxonomía parecía clara a primera vista. El clado más derivado incluye dos especies colombianas (P.terribilis and P.bicolor) con la mayor toxicidad, mayor tamaño y coloración predominantemente amarilla. Las otras tres especies (P.aurotaenia, P.vittatus and P.lugubris) son en general menos tóxicas, menores en tamaño y predominantemente negras con conspicuas manchas dorsolaterales.Una reciente investigación confirmó la existencia dos linajes mayores entre las tres especies colombianas. El del norte parece ser el producto de una historia evolutiva compleja, incluyendo quizás introgresión entre especies amarillas y negras. El del sur reveló en cambio la existencia de nuevos clados filogenéticamente cercanos a P.terribilis, uno negro y dos amarillos, que requieren reconocimiento formal como nuevas especies. Esta investigación combina la evidencia disponible para apoyar el reconocimiento de las poblaciones del sur de P.aurotaenia como una nueva especie negra, hermana de P.terribilis, y mucho más cercana a ella que a las otras especies negras o amarillas, Phyllobatessamperi sp. nov. Su ancestro común es a su vez el grupo hermano de una especie adicional, amarilla, que también describimos como Phyllobatesbezosi sp. nov. Las dos nuevas especies pueden ser externamente reconocidas por la coloración. Nuestros análisis previos y actuales también sugieren la existencia de otras especies no descritas y corroboran la existencia de múltiples transiciones de coloración en la evolución de las especies hipertóxicas.

Keywords: Chocoan region; Chocó biogeográfico; Colombia; Phyllobates; filogenética molecular; hypertoxic frogs; molecular phylogenetics; ranas hipertóxicas.