Abstract Exceptionally long-lived species, including many bats, rarely show overt signs of aging, making it difficult to determine why species differ in lifespan. Here, we use DNA methylation (DNAm) profiles from 712 known-age bats, representing 26 species, to identify epigenetic changes associated with age and longevity. We demonstrate that DNAm accurately predicts chronological age. Across species, longevity is negatively associated with the rate of DNAm change at age-associated sites. Furthermore, analysis of several bat genomes reveals that hypermethylated age- and longevity-associated sites are disproportionately located in promoter regions of key transcription factors (TF) and enriched for histone and chromatin features associated with transcriptional regulation. Predicted TF binding site motifs and enrichment analyses indicate that age-related methylation change is influenced by developmental processes, while longevity-related DNAm change is associated with innate immunity or tumorigenesis genes, suggesting that bat longevity results from augmented immune response and cancer suppression.

Advances in long-read sequencing technology have shifted a key challenge in biodiversity genomics from DNA sequencing and genome assembly to obtaining suitable samples. Although flash-frozen samples remain the gold standard, they are often unattainable. In contrast, natural history collections worldwide harbor millions of ethanol-preserved samples, but such samples remain largely unutilized for long-read sequencing. Here, we use ethanol-preserved samples containing kilobase-sized DNA to show that amplification-free long-read sequencing can yield contiguous genome assemblies, which we exemplify using two catfish species. For other samples, where amplification-free protocols failed, we show that a modified protocol employing an alternative polymerase can successfully overcome issues related to long-read sequencing and PCR bias. For the maned sloth Bradypus torquatus, we demonstrate that this modified protocol together with long-range HiC data achieves a high-quality chromosome-level assembly of its 3.1 Gb genome, surpassing the previous 500 Mb genome size limit of the previous protocol. Moreover, our modified protocol also improves assembly quality and completeness for various other species that require amplification because of low sequencing performance or very small DNA amounts in tiny millimeter-sized organisms. Together, by highlighting collections as valuable but underexplored sample resources for long-read sequencing and by facilitating genome assemblies of small and challenging organisms, our study advances biodiversity genomics and global efforts to obtain reference genomes of all eukaryotes.

Abstract Species distribution models (SDMs) are powerful tools for assessing suitable habitat across large areas and at fine spatial resolution. Yet, the usefulness of SDMs for mapping species’ realized distributions is often limited, since data biases or missing information on dispersal barriers or biotic interactions hinder them from accurately delineating species’ range limits. One way to overcome this limitation is to integrate SDMs with expert range maps, which provide coarse-scale information on the extent of species’ ranges that is complementary to information offered by SDMs. Here, we propose a new approach for integrating expert range maps in SDMs based on an ensemble method called stacked generalization. Specifically, our approach relies on training a meta-learner regression model using predictions from one or more SDM algorithms alongside the distance of training points to expert-defined ranges as predictor variables. We demonstrate our approach with an occurrence dataset for 49 bat species covering four biodiversity hotspots in the Eastern Mediterranean, Western Asia, and Central Asia. Our approach offers a flexible method to integrate expert range maps with any combination of SDM modeling algorithms, thus facilitating the use of algorithm ensembles. In addition, it provides a novel, data-driven way to account for uncertainty in expert-defined ranges not requiring prior knowledge about their accuracy, which is often lacking. Our approach holds considerable promise for better understanding species distributions, and thus for biogeographical research and conservation planning. In addition, our work highlights the overlooked potential of stacked generalization as an ensemble method in species distribution modeling.

Gene flow, demography, and selection can result in similar patterns of genomic variation and disentangling their effects is key to understanding speciation. Here, we assess transcriptomic variation to unravel the evolutionary history of Gryllus rubens and Gryllus texensis, cryptic field cricket species with highly divergent mating behavior. We infer their demographic history and screen their transcriptomes for footprints of selection in the context of the inferred demography. We find strong support for a long history of bidirectional gene flow, which ceased during the late Pleistocene, and a bottleneck in G. rubens consistent with a peripatric origin of this species. Importantly, the demographic history has likely strongly shaped patterns of neutral genetic differentiation (empirical FST distribution). Concordantly, FST based selection detection uncovers a large number of outliers, likely comprising many false positives, echoing recent theoretical insights. Alternative genetic signatures of positive selection, informed by the demographic history of the sibling species, highlighted a smaller set of loci; many of these are candidates for controlling variation in mating behavior. Our results underscore the importance of demography in shaping overall patterns of genetic divergence and highlight that examining both demography and selection facilitates a more complete understanding of genetic divergence during speciation.

Behavioral isolation is a potent barrier to gene flow and a source of striking diversity in the animal kingdom. However, it remains unclear if the linkage disequilibrium (LD) between sex-specific traits required for behavioral isolation results mostly from physical linkage between signal and preference loci or from directional mate preferences. Here, we test this in the field crickets Gryllus rubens and G. texensis. These closely related species diverged with gene flow and have strongly diverged songs and preference functions for the mate calling song rhythm. We map quantitative trait loci for signal and preference traits (pQTL) as well as for gene expression associated with these traits (eQTL). We find strong, positive genetic covariance between song traits and between song and preference. Our results show that this is in part explained by incomplete physical linkage: although both linked pQTL and eQTL couple male and female traits, major effect loci for different traits were never on the same chromosome. We suggest that the finely-tuned, highly divergent preference functions are likely an additional source of LD between male and female traits in this system. Furthermore, pleiotropy of gene expression presents an underappreciated mechanism to link sexually dimorphic phenotypes.

Aim: There is increasing evidence showing that species within various taxonomic groups have reticulate evolutionary histories with several cases of introgression events. Investigating the phylogeography of species complexes can provide insight about the introgressions, when and where these hybridizations occurred. In this study, we investigate the biogeography of a widely distributed Western Palaearctic bat species complex, namely Myotis nattereri sensu lato. This complex exhibits high genetic diversity and in its western distribution range is composed of deeply diverged genetical lineages. However, little is known about the genetic structure of the eastern populations. We also infer the conservation and taxonomical implications of the identified genetic divergences. Location: Western Palaearctic. Methods: We analyzed 175 specimens collected from 67 locations and sequenced one mitochondrial and four nuclear DNA markers, and combined these with the available GenBank sequences. We used haplotype networks, PCA, t-SNE, and Bayesian clustering algorithms to investigate the population structure and Bayesian trees to infer the phylogenetic relationship of the lineages. Main conclusions: We identified deeply divergent genetical lineages. In some cases, nuclear and mitochondrial markers were discordant, which we interpret are caused by hybridization between lineages. We identified three such introgression events. Our findings suggest that the M. nattereri complex has a reticulate evolutionary history with multiple cases of hybridizations between some of the identified lineages. We also suggest a revision in the taxonomy of this species group, with two possible new taxa: M. hoveli and M. tschuliensis.

Recent advances in animal tracking technology have ushered in a new era in biologging. However, the considerable size of sophisticated biologging devices restricts their application to larger animals, while old-fashioned techniques still represent the state-of-the-art for studying small vertebrates. In industrial applications, low-power wireless sensor networks fulfill requirements similar to those needed to monitor animal behavior at high resolution and at low tag weight. We created a wireless biologging network (WBN), which enables simultaneous direct proximity sensing, high-resolution tracking and long-range remote data download at tag weights of one to two grams. Deployments to study wild bats created data of unprecedented quality and demonstrate the high potential of WBNs for studying (social) behavior. Our developments highlight the vast capabilities of WBNs and their potential to close an important gap in biologging: fully automated tracking and proximity sensing of small animals, even in closed habitats, at high spatial and temporal resolution.

Wheat has been domesticated into a large number of agricultural environments and has a remarkable ability to adapt to diverse environments. To understand this process, we survey genotype, repeat content and DNA methylation across a bread wheat landrace collection representing global genetic diversity. We identify independent variation in methylation, genotype and transposon copy number. We show that these, so far unexploited, sources of variation have had a massive impact on the wheat genome and that ancestral methylation states become preferentially 'hard coded' as SNPs via 5-methylcytosine deamination. These mechanisms also drive local adaption, impacting important traits such as heading date and salt tolerance. Methylation and transposon diversity could therefore be used alongside single nucleotide polymorphism (SNP) based markers for breeding.

Abstract Studying hybrid zones that form between morphologically cryptic taxa offers valuable insights into the mechanisms of cryptic speciation and the evolution of reproductive barriers. Although hybrid zones have long been the focus of evolutionary studies, the awareness of cryptic hybrid zones increased recently due to rapidly growing evidence of biological diversity lacking obvious phenotypic differentiation. The characterization of cryptic hybrid zones with genome‐wide analysis is in its early stages and offers new perspectives for studying population admixture and thus the impact of gene flow. In this study, we investigate the population genomics of the Myotis nattereri complex in one of its secondary contact zones, where a putative hybrid zone is formed between two of its cryptic lineages. By utilizing a whole‐genome shotgun sequencing approach, we aim to characterize this cryptic hybrid zone in detail. Demographic analysis suggests that the cryptic lineages diverged during the Pliocene, c. 3.6 million years ago. Despite this ancient separation, the populations in the contact zone exhibit mitochondrial introgression and a considerable amount of mixing in nuclear genomes. The genomic structure of the populations corresponds to geographic locations and the genomic admixture changes along a geographic gradient. These findings suggest that there is no effective hybridization barrier between both lineages, nevertheless, their population structure is shaped by dispersal barriers. Our findings highlight how such deeply diverged cryptic lineages can still readily hybridize in secondary contact.

Bats are a highly gregarious taxon suggesting that social information should be readily available for making decision. Social information transfer in maternity colonies might be a particularly efficient mechanism for naive pups to acquire information on resources from informed adults. However, such behaviour is difficult to study in the wild, in particular in elusive and small-bodied animals such as bats. The goal of this study was to investigate the role of social information in acquiring access to two types of resources, which are crucial in the life of a juvenile bat: suitable roosting sites and fruitful feeding grounds. We hypothesized that fledging offspring will make use of social information by following informed members of the social groups to unknown roosts or foraging sites. In the present study we applied for the first time the newly developed miniaturized proximity sensor system 'BATS', a fully automated system for documenting associations among individual bats both while roosting and while on the wing. We quantified associations among juveniles and other group member while switching roosts and during foraging. We found clear evidence for information transfer while switching roosts, mainly among juveniles and their genetically identified mothers. Anecdotal observations suggest intentional guidance behaviour by mothers, indicated by repeated commuting flights among the pup and the target roost. Infrequent, short meetings with colony members other than the mother indicate local enhancement at foraging sites, but no intentional information transfer. Our study illustrates how advances in technology enable researchers to solve long-standing puzzles. Miniaturized proximity sensors facilitate the automated collection of continuous data sets and represent an ideal tool to gain novel insights into the sociobiology of elusive and small-bodied species.