Abstract The Central Highland Plateau of Madagascar is largely composed of grassland savanna, interspersed with patches of closed-canopy forest. Conventional wisdom has it that these grasslands are anthropogenic in nature, having been created very recently via human agricultural practices. Yet, the ancient origins of the endemic grasses suggest that the extensive savannas are natural biomes, similar to others found around the globe. We use a phylogeographic approach to compare these two competing scenarios. By sampling multiple populations of Goodman’s mouse lemur ( Microcebus lehilahytsara ), a small-bodied nocturnal primate, we reconstruct the phylogeographic and demographic history of these “environmental metronomes” to estimate the time at which their populations diverged, and thus proximally, when their habitats would have become fragmented. We applied coalescent methods to RADseq data to infer phylogenetic relationships, population structure, and migration corridors among sampling sites. These analyses indicate that forest fragmentation occurred rapidly during a period of decreased precipitation near the last glacial maximum and would have affected both the Central Highlands and eastern forests. Though there is clear genomic structure separating the populations of the Central Highland from those of the eastern rainforests, there is also evidence of historical migration between them. Findings support the hypothesis that the Central Highland savanna predates human arrival, indicating that it is a natural landscape that has long impacted the population dynamics of Goodman’s mouse lemur, and by extension, other forest-dwelling organisms in Madagascar.

Abstract Global biodiversity is under accelerating threats, and species are succumbing to extinction before being described. Madagascar’s biota represents an extreme example of this scenario, with the added complication that much of its endemic biodiversity is cryptic. Here we illustrate best practices for clarifying cryptic diversification processes by presenting an integrative framework that leverages multiple lines of evidence and taxon-informed cut-offs for species delimitation, while placing special emphasis on identifying patterns of isolation by distance. We systematically apply this framework to an entire taxonomically controversial primate clade, the mouse lemurs (genus Microcebus , family Cheirogaleidae). We demonstrate that species diversity has been overestimated primarily due to the interpretation of geographic variation as speciation, potentially biasing inference of the underlying processes of evolutionary diversification. Following a revised classification, we find that crypsis within the genus is best explained by a model of morphological stasis imposed by stabilizing selection and a neutral process of niche diversification. Finally, by clarifying species limits and defining evolutionarily significant units, we provide new conservation priorities, bridging fundamental and applied objectives in a generalizable framework.

We present the first open-access, island-wide isotopic database (IsoMad) for modern biologically relevant materials collected on Madagascar within the past 150 years from both terrestrial and nearshore marine environments. Isotopic research on the island has increasingly helped with biological studies of endemic organisms, including evaluating foraging niches and investigating factors that affect the spatial distribution and abundance of species. The IsoMad database should facilitate future work by making it easy for researchers to access existing data (even for those who are relatively unfamiliar with the literature) and identify both research gaps and opportunities for using various isotope systems to answer research questions. We also hope that this database will encourage full data reporting in future publications.

Madagascar is a biodiversity hotspot that is facing rapid rates of deforestation, habitat destruction and poverty. Urgent action is required to document the status of biodiversity to facilitate efficacious conservation plans. Within country, new generations of Malagasy scientists and conservationists are taking on leadership roles, although many lack access to modern genetic sequencing and are underrepresented in academic publications, when compared to international counterparts.With the recent advent of portable and affordable genetic technologies, it is now possible to tackle logistical considerations. Mobile genetics labs, with the capacity for in situ DNA extraction, amplification and sequencing, can produce scientifically reproducible data under field conditions, minimizing the time between sample collection and data analysis. Additionally, mobile labs offer powerful training opportunities for in-country scientists that enable local students and researchers to actively participate and contribute fully to the research enterprise, and that further empower these communities to contribute to the conservation dialog.Here, we show “proof of concept” by deploying a miniaturized thermal cycler alongside the Oxford Nanopore MinION DNA sequencer in Madagascar, including in the newly established Anjajavy Protected Area in northwestern Madagascar. We successfully extracted DNA from tissue samples collected using minimally-invasive techniques, amplified and sequenced a phylogenetically informative mitochondrial gene (cytochrome-b; cytb ), and thereby confirmed the presence of Danfoss’ mouse lemur ( M. danfossi ) within the Anjajavy Reserve.To demonstrate the reproducibility of our methods, we successfully performed our established molecular and analytical pipeline at two additional locations in Madagascar, where we also conducted two-day workshops at local higher-education Institutions to demonstrate the process from tissue samples to DNA sequencing. Ultimately, we show that a mobile genetics lab can provide reliable and expeditious results, become a powerful educational tool, and allow scientists to conduct genetic analyses, potentially allowing for rapid interventions under emergency conditions in situ .

Madagascar’s biodiversity is notoriously threatened by deforestation and climate change. Many of these organisms are rare, cryptic, and severely threatened, making population-level sampling unrealistic. Such is the case with Madagascar’s dwarf lemurs (genus Cheirogaleus ), the only obligate hibernating primate. We here apply comparative genomic approaches to generate the first genome-wide estimates of genetic diversity within dwarf lemurs. We generate a reference genome for the fat-tailed dwarf lemur, Cheirogaleus medius , and use this resource to facilitate analyses of high-coverage (~30x) genome sequences for wild-caught individuals representing species: C. sp. cf. medius, C. major, C. crossleyi and C. sibreei . This study represents the largest contribution to date of novel genomic resources for Madagascar’s lemurs. We find concordant phylogenetic relationships among the four lineages of Cheirogaleus across most of the genome, and yet detect a number of discordant genomic regions consistent with ancient admixture. We hypothesized that these regions could have resulted from adaptive introgression related to hibernation, indeed finding that genes associated with hibernation are present, though most significantly, that gene ontology categories relating to transcription are over-represented. We estimate levels of heterozygosity and find particularly low levels in an individual sampled from an isolated population of C. medius that we refer to as C. sp. cf. medius . Results are consistent with a recent decline in effective population size, which is evident across species. Our study highlights the power of comparative genomic analysis for identifying species and populations of conservation concern, as well as for illuminating possible mechanisms of adaptive phenotypic evolution.

Abstract Folivory evolved independently at least three times over the last 40 million years among Madagascar’s lemurs. Many extant lemuriform folivores exist in sympatry in Madagascar’s remaining forests. These species avoid feeding competition by adopting different dietary strategies within folivory, reflected in behavioral, morphological, and microbiota diversity across species. These conditions make lemurs an ideal study system for understanding adaptation to leaf-eating. Most folivorous lemurs are also highly endangered. The significance of folivory for conservation outlook is complex. Though generalist folivores may be relatively well equipped to survive habitat disturbance, specialist folivores occupying narrow dietary niches may be less resilient. Characterizing the genetic bases of adaptation to folivory across species and lineages can provide insights into their differential physiology and potential to resist habitat change. We recently reported accelerated genetic change in RNASE1 , a gene encoding an enzyme (RNase 1) involved in molecular adaptation in mammalian folivores, including various monkeys and sifakas (genus Propithecus ; family Indriidae). Here, we sought to assess whether other lemurs, including phylogenetically and ecologically diverse folivores, might show parallel adaptive change in RNASE1 that could underlie a capacity for efficient folivory. We characterized RNASE1 in 21 lemur species representing all five families and members of the three extant folivorous lineages: 1) bamboo lemurs (family Lemuridae), 2) sportive lemurs (family Lepilemuridae), and 3) indriids (family Indriidae). We found pervasive sequence change in RNASE1 across all indriids, a d N /d S value > 3 in this clade, and evidence for shared change in isoelectric point, indicating altered enzymatic function. Sportive and bamboo lemurs, in contrast, showed more modest sequence change. The greater change in indriids may reflect a shared strategy emphasizing complex gut morphology and microbiota to facilitate folivory. This case study illustrates how genetic analysis may reveal differences in functional traits that could influence species’ ecology and, in turn, their resilience to habitat change. Moreover, our results support the contention that not all primate folivores are built the same and highlight the need to avoid generalizations about dietary guild in considering conservation outlook, particularly in lemurs where such diversity in folivory has probably led to extensive specialization via niche partitioning.

Sensory gene families are of special interest, both for what they can tell us about molecular evolution, and for what they imply as mediators of social communication. The vomeronasal type-1 receptors (V1Rs) have often been hypothesized as playing a fundamental role in driving or maintaining species boundaries given their likely function as mediators of intraspecific mate choice, particularly in nocturnal mammals. Here, we employ a comparative genomic approach for revealing patterns of V1R evolution within primates, with a special focus on the small-bodied nocturnal mouse and dwarf lemurs of Madagascar (genera Microcebus and Cheirogaleus , respectively). By doubling the existing genomic resources for strepsirrhine primates (i.e., the lemurs and lorises), we find that the highly-speciose and morphologically-cryptic mouse lemurs have experienced an elaborate proliferation of V1Rs that we argue is functionally related to their capacity for rapid lineage diversification. Contrary to a previous study that found equivalent degrees of V1R diversity in diurnal and nocturnal lemurs, our study finds a strong correlation between nocturnality and V1R elaboration, with nocturnal lemurs showing elaborate V1R repertoires and diurnal lemurs showing less diverse repertoires. Recognized subfamilies among V1Rs show unique signatures of diversifying positive selection, as might be expected if they have each evolved to respond to specific stimuli. Further, a detailed syntenic comparison of mouse lemurs with mouse (genus Mus ) and other mammalian outgroups shows that orthologous mammalian subfamilies, predicted to be of ancient origin, tend to cluster in a densely populated region across syntenic chromosomes that we refer to as V1R “hotspots.”