Abstract Songbirds (oscine passerines) are the most species-rich and cosmopolitan bird group, comprising almost half of global avian diversity. Songbirds originated in Australia, but the evolutionary trajectory from a single species in an isolated continent to worldwide proliferation is poorly understood. Here, we combine the first comprehensive genome-scale DNA sequence data set for songbirds, fossil-based time calibrations, and geologically informed biogeographic reconstructions to provide a well-supported evolutionary hypothesis for the group. We show that songbird diversification began in the Oligocene, but accelerated in the early Miocene, at approximately half the age of most previous estimates. This burst of diversification occurred coincident with extensive island formation in Wallacea, which provided the first dispersal corridor out of Australia, and resulted in independent waves of songbird expansion through Asia to the rest of the globe. Our results reconcile songbird evolution with Earth history and link a major radiation of terrestrial biodiversity to early diversification within an isolated Australian continent.

Abstract Over the last century, Texas has been inundated with exotic ungulates, with as many as 67 species represented by captive and free-ranging populations. One of the most successful species to have established free-ranging populations is the Aoudad (Ammotragus lervia). Herein, we expand on previous genetic studies in Aoudad by including new genomic profiles based on double-digest restriction site-associated DNA sequencing methods with the intent of better understanding the effects of >70 years of human-mediated translocations, population expansion, and gene flow among populations. Using a range of 4,338 to 5,529 single-nucleotide polymorphisms obtained from 73 individuals that potentially represented A. l. blainei, A. l. lervia, and A. l. sahariensis, we measured genetic patterns of diversity and connectivity between source populations from California and New Mexico and resultant aoudad populations in Texas. Principal component analyses identified phylogeographically structured populations across Texas. Further, we identified a signature of isolation by distance among Texas populations. To assess geographic regions that facilitated or blocked gene flow between populations, we used estimation of effective migration surfaces, which indicated 3 barriers to movement between populations as well as connectivity among populations in close proximity. Comparison of mtDNA haplogroups and nuclear genotypes among the 3 examined subspecies were discordant, indicating that the current subspecific taxonomic classification needs refinement. Given the vulnerable status of Aoudad in their native range of northern Africa and the exponential population growth and potential competition with native ungulates in Texas, we propose that efforts to manage non-native Aoudad should strive to maintain and preserve unique genetic units while minimizing competition and other detriments to native species in Texas. Conservation efforts are especially important given the vulnerable status of Aoudad within their native range of northern Africa.

ABSTRACT The Ethiopian Highlands are divided by lowland biogeographic barriers, including the Blue Nile Valley (BNV) and Great Rift Valley (GRV). We show that the GRV is a more pronounced phylogeographic break than the BNV for 6 focal passerines. Previous research suggests that the BNV greatly shaped phylogeographic patterns in relatively sedentary montane taxa such as frogs and rodents, whereas the GRV shaped phylogeographic patterns in volant taxa such as birds. However, no previous research simultaneously compares the impact of each valley on phylogeographic patterns in birds, and as these barriers vary in geographic extent and topography, the relative extent of their effects on gene flow is unclear. Using whole-genome resequencing, we quantified genetic variation in 6 montane forest passerines in the Ethiopian Highlands and found that their phylogeographic patterns varied, with general trends distinct from those of taxa that were previously studied across the same barriers. Genetic variation was assessed by estimating genome-wide genetic diversity (HO), demographic history, phylogeographic structure, and phylogeographic concordance among taxa. Population pairs flanking the GRV showed higher FST and more distinct population clusters in principal component analysis than those separated by the BNV. HO was broadly consistent across populations, excluding noticeable reductions in 2 populations (1 population each in 2 separate species). The overall phylogenetic signature and concordance across study taxa supported populations separated by the BNV as sister and populations southeast of the GRV as most distinct.

ABSTRACT The nonrandom distribution of chromosomal characteristics and functional elements—genomic architecture—impacts the relative strengths and impacts of population genetic processes across the genome. Due to this relationship, genomic architecture has the potential to shape variation in population genetic structure across the genome. Population genetic structure has been shown to vary across the genome in a variety of taxa, but this body of work has largely focused on pairwise population genomic comparisons between closely related taxa. Here, we used whole genome sequencing of seven phylogeographically structured populations of a North American songbird, the Brown Creeper ( Certhia americana ), to determine the impacts of genomic architecture on phylogeographic structure variation across the genome. Using multiple methods to infer phylogeographic structure—ordination, clustering, and phylogenetic methods— we found that recombination rate variation explained a large proportion of phylogeographic structure variation. Genomic regions with low recombination showed phylogeographic structure consistent with the genome-wide pattern. In regions with high recombination, we found strong phylogeographic structure, but with discordant patterns relative to the genome-wide pattern. In regions with high recombination rate, we found that populations with small effective population sizes evolve relatively more rapidly than larger populations, leading to discordant signatures of phylogeographic structure. These results suggest that the interplay between recombination rate variation and effective population sizes shape the relative impacts of linked selection and genetic drift in different parts of the genome. Overall, the combined interactions of population genetic processes, genomic architecture, and effective population sizes shape patterns of variability in phylogeographic structure across the genome of the Brown Creeper.

Abstract Museum specimens collected prior to cryogenic tissue storage are increasingly being used as genetic resources, and though high throughput sequencing is becoming more cost-efficient, whole genome sequencing (WGS) of historical DNA (hDNA) remains inefficient and costly due to its short fragment sizes and high loads of exogenous DNA, among other factors. It is also unclear how sequencing efficiency is influenced by DNA source. We aimed to identify the most efficient method and DNA source for collecting WGS data from avian museum specimens. We analyzed low-coverage WGS from 60 DNA libraries prepared from four American Robin ( Turdus migratorius ) and four Abyssinian Thrush ( Turdus abyssinicus ) specimens collected in the 1920s. We compared DNA source (toepad versus incision-line skin clip) and three library preparation methods: 1) double-stranded, single tube (KAPA); 2) single-stranded, multi-tube (IDT); and 3) single-stranded, single-tube (Claret Bioscience). We found that the multi-tube ssDNA method resulted in significantly greater endogenous DNA content, average read length, and sequencing efficiency than the other tested methods. We also tested whether a predigestion step reduced exogenous DNA in libraries from one specimen per species and found promising results that warrant further study. The ~10% increase in average sequencing efficiency of the best performing method over a commonly implemented dsDNA library preparation method has the potential to significantly increase WGS coverage of hDNA from bird specimens. Future work should evaluate the threshold for specimen age at which these results hold and how the combination of library preparation method and DNA source influence WGS in other taxa.

ABSTRACT The northern flicker, Colaptes auratus , is a widely distributed North American woodpecker and a long-standing focal species for the study of ecology, behavior, phenotypic differentiation, and hybridization. We present here a highly contiguous de novo genome assembly of C. auratus, the first such assembly for the species and the first published chromosome-level assembly for woodpeckers (Picidae). The assembly was generated using a combination of short-read Chromium 10x and long-read PacBio sequencing, and further scaffolded with chromatin conformation capture (Hi-C) reads. The resulting genome assembly is 1.378 Gb in size, with a scaffold N50 of 43.948 Mb and a scaffold L50 of 11. This assembly contains 87.4 % - 91.7 % of genes present across four sets of universal single-copy orthologs found in tetrapods and birds. We annotated the assembly both for genes and repetitive content, identifying 18,745 genes and a prevalence of ~ 28.0 % repetitive elements. Lastly, we used four-fold degenerate sites from neutrally evolving genes to estimate a mutation rate for C. auratus , which we estimated to be 4.007 × 10 −9 substitutions / site / year, about 1.5x times faster than an earlier mutation rate estimate of the family. The highly contiguous assembly and annotations we report will serve as a resource for future studies on the genomics of C. auratus and comparative evolution of woodpeckers.

Secondary contact between previously allopatric lineages offers a test of reproductive isolating mechanisms that may have accrued in isolation. Such instances of contact can produce stable hybrid zones-where reproductive isolation can further develop via reinforcement or phenotypic displacement-or result in the lineages merging. Ongoing secondary contact is most visible in continental systems, where steady input from parental taxa can occur readily. In oceanic island systems, however, secondary contact between closely related species of birds is relatively rare. When observed on sufficiently small islands, relative to population size, secondary contact likely represents a recent phenomenon. Here, we examine the dynamics of a group of birds whose apparent widespread hybridization influenced Ernst Mayr's foundational work on allopatric speciation: the whistlers of Fiji (Aves:

Gaining a better understanding on how selection and neutral processes affect genomic diversity is essential to gain better insights into the mechanisms driving adaptation and speciation. However, the evolutionary processes affecting variation at a genomic scale have not been investigated in most vertebrate lineages. Previous studies have been limited to a small number of model species, mostly mammals, and no studies have investigated genomic variation in non-avian reptiles. Here we present the first population genomics survey using whole genome re-sequencing in the green anole (Anolis carolinensis). This species has emerged as a model for the study of genomic evolution in squamates. We quantified how demography, recombination and selection have led to the current genetic diversity of the green anole by using whole-genome resequencing of five genetic clusters covering the entire species range. The differentiation of green anole's populations is consistent with a northward expansion from South Florida followed by genetic isolation and subsequent gene flow among adjacent genetic clusters. Dispersal out-of-Florida was accompanied by a drastic population bottleneck followed by a rapid population expansion. This event was accompanied by male-biased dispersal and/or selective sweeps on the X chromosome. We show that the combined effect of background selection and recombination rates is the main contributor to the genomic landscape of differentiation in the anole genome. We further demonstrate that recombination rates are positively correlated with GC content at third codon position (GC3) and confirm the importance of biased gene conversion in shaping genome-wide patterns of diversity in reptiles.