Hybrid zones, where distinct populations meet and interbreed, give insight into how differences between populations are maintained despite gene flow. Studying clines in genetic loci and adaptive traits across hybrid zones is a powerful method for understanding how selection drives differentiation within a single species, but can also be used to compare parallel divergence in different species responding to a common selective pressure. Here, we study parallel divergence of wing colouration in the butterflies Heliconius erato and H. melpomene, which are distantly related Müllerian mimics which show parallel geographic variation in both discrete variation in pigmentation, and quantitative variation in structural colour. Using geographic cline analysis, we show that clines in these traits are positioned in roughly the same geographic region for both species, which is consistent with direct selection for mimicry. However, the width of the clines varies markedly between species. This difference is explained in part by variation in the strength of selection acting on colour traits within each species, but may also be influenced by differences in the dispersal rate and total strength of selection against hybrids between the species. Genotyping-by-sequencing also revealed weaker population structure in H. melpomene, suggesting the hybrid zones may have evolved differently in each species, which may also contribute to the patterns of phenotypic divergence in this system. Overall, we conclude that multiple factors are needed to explain patterns of clinal variation within and between these species, although mimicry has probably played a central role.
Las zonas de hibridación, en las que se reúnen y entrecruzan poblaciones distintas, permiten comprender cómo se mantienen las diferencias entre poblaciones a pesar del flujo genético. El estudio de las clinas en los loci genéticos y los rasgos adaptativos en las zonas de hibridación es un método poderoso para entender cómo la selección impulsa la diferenciación dentro de una sola especie, pero también puede utilizarse para comparar la divergencia paralela en diferentes especies que responden a una presión selectiva común. Aquí estudiamos la divergencia paralela de la coloración de las alas en las mariposas Heliconius erato y H. melpomene, que son miméticos mullerianos lejanamente relacionados que muestran una variación geográfica paralela tanto en la variación discreta de la pigmentación como en la variación cuantitativa del color estructural. Utilizando el análisis de clinas geográficas, mostramos que las clinas en estos rasgos se sitúan aproximadamente en la misma región geográfica para ambas especies, lo que es coherente con la selección directa para el mimetismo. Sin embargo, el ancho de las clinas varía notablemente entre las especies. Esta diferencia se explica en parte por la variación en la fuerza de la selección que actúa sobre los rasgos de color dentro de cada especie, pero también puede estar influida por las diferencias en la tasa de dispersión y la fuerza total de la selección contra los híbridos entre las especies. El genotipado por secuenciación también reveló una estructura poblacional más débil en H. melpomene, lo que sugiere que las zonas híbridas pueden haber evolucionado de forma diferente en cada especie, lo que también puede contribuir a los patrones de divergencia fenotípica en este sistema. En general, concluimos que se necesitan múltiples factores para explicar los patrones de variación clinal dentro de estas especies y entre ellas, aunque el mimetismo ha desempeñado probablemente un papel central.
