Molecular phylogeny of solitary shell-bearing Polycystinea (Radiolaria)

Abstract

The phylogeny of the Family Spongodiscidae (polycystine Radiolaria), which includes Dictyocoryne profunda Ehrenberg, Dictyocoryne truncatum (Ehrenberg) and Spongaster tetras Ehrenberg, was examined using 18S ribosomal DNA (small-subunit ribosomal DNA) sequence analysis. Three types of tree construction methods, the neighbor joining (NJ), maximum parsimony (MP), and maximum likelihood (ML) methods, were used to infer the phylogenetic relationships of the polycystine and acantharian Radiolaria among eukaryotes. The obtained 18S rDNA molecular phylogenetic tree argues for the monophyly of the two groups. Furthermore, the Polycystinea is divided into at least two distinct lineages consisting of: (1) colonial and skeletonless Polycystinea, including Thalassicollidae, Collospaeridae, and Sphaerozoidae; and (2) shell-bearing solitary Polycystinea, including Spongodiscidae. The Polycystinea thus show a paraphyly among Radiolaria. Moreover, the monophyly of the clade including the acantharians and the spongodiscid polycystines was supported by bootstrap values, which were 94%, 53%, and 59% in the NJ, MP, and ML analyses, respectively. This lineage is characterized by having latticed or spongy skeletons of different chemical composition, namely SiO 2 (Class Polycystinea) or SrSO 4 (Class Acantharea). According to the present taxonomic scheme, the Acantharea and the Polycystinea have not been placed in different classes, but the results of our molecular study show the opposite. We therefore suggest, based on the monophyly of the two clades, that a new taxonomic group of Radiolaria can be established. Our molecular data also suggest that the currently used radiolarian taxonomic system may need serious revisions. La phylogénie de la famille Spongodiscidae (Radiolaires Polycystines), qui comprend les espèces Dictyocoryne profunda Ehrenberg, D. truncatum (Ehrenberg) et Spongaster tetras Ehrenberg, a été examinée sur la base de leur séquence d'ADN ribosomique 18S (petite sous-unité ribosomique ADN). Trois types de construction d'arbre, « neighbor joining » (NJ), « maximum parsimony » (MP) et « maximum likelihood » (ML) ont été utilisés afin d'établir les relations phylogénétiques des Radiolaires Polycystines et Acanthaires parmi les eucaryotes. Les arbres phylogénétiques moléculaires obtenus mettent en évidence la monophylie des deux groupes. En outre, les Polycystines sont divisés en au moins deux lignées distinctes : 1) les Polycystinea coloniaux sans squelette, tels que les Thalassicollidae, Collospaeridae et Sphaerozoidae ; et 2) les Polycystinea solitaires à squelette, y compris les Spongodiscidae. Les Polycystinea montrent ainsi une paraphylie parmi les Radiolaires. En outre, la monophylie du clade qui comprend les Acanthaires et les Polycystines spongodiscid a été favorisée par les valeurs « bootstrap », qui étaient à 94 %, 53 et 59 % dans les analyses NJ, MP et ML, respectivement. Cette lignée est caractérisée par des squelettes perforés ou spongieux de compositions chimiques diverses, notamment SiO 2 au sein de la Classe Polycystinea ou SrSO 4 au sein de la Classe Acantharea. Selon les schémas taxonomiques actuels, les Acantharea et les Polycystinea ne sont pas placés dans des classes différentes, mais les résultats de notre étude moléculaire indique le contraire. Par conséquent nous suggérons, sur la base de la monophylie des deux clades, qu'un nouveau groupe taxonomique soit établi chez les Radiolaires. Nos données moléculaires suggèrent aussi que le système taxonomique des radiolaires en cours a probablement besoin de révisions importantes.