Effects of oceanographic circulation on the gene flow, genetic structure, and phylogeography of the rosethorn rockfish (Sebastes helvomaculatus) Axayácatl Rocha-Olivares and Russell D. Vetter Abstract: The genetic structure and phylogeography of 88 rosethorn rockfish (Sebastes helvomaculatus) from five localities (California, Oregon, British Columbia, and two in the Gulf of Alaska) were analyzed using DNA sequences from the mitochondrial control region. High levels of genetic diversity (h > 85%) and significant population genetic structure (F ST = 0.13, P < 0.001; AMOVA Φ ST = 0.15, P << 0.001) were found. A significant genetic break was detected ( Φ CT = 0.22, P << 0.001) coinciding with the transition zone between the Oregonian and Aleutian zoogeographic provinces and consistent with retention and dispersal mechanisms associated with the oceanographic circulation of the region. A correlation between geographic distance and population genetic distance supported the hypothesis of gene flow dominated by pelagic-phase dispersal. Oregonian province populations had higher haplotype diversity, with >70% of the individuals representing a recent lineage absent in the Aleutian province. This suggests a limited northward dispersal across the zoogeographic boundary. The phylogeographic stucture may be due to a founder effect in the Aleutian province or an ocean circulation driven pseudo-vicariance. These results demonstrate that organisms with protracted pelagic-phase stages and high dispersal capability can exhibit population genetic structure that reflects their historical demography and present dispersal patterns. Résumé : On a analysé la structure génétique et la phylogéographie de 88 sébastes rosacés (Sebastes helvomaculatus) de cinq endroits (Californie, Oregon, Colombie-Britannique et deux dans le golfe d’Alaska) au moyen de séquences d’ADN de la région de contrôle mitochondriale. On a observé des niveaux élevés de diversité génétique ( h > 85%) et une structure génétique de population significative (F ST = 0,13, P < 0,001; Φ ST de l’AMOVA = 0,15, P << 0,001). On a détecté une importante scission génétique ( Φ CT = 0,22, P << 0,001) qui coïncidait avec la zone de transition entre les provinces zoogéographiques orégonienne et aléoutienne et reflétait les mécanismes de rétention et de dispersion associés à la circulation océanique dans la région. Une corrélation entre la distance géographique et la distance génétique entre les populations est venue appuyer l’hypothèse d’un flux génique dominé par une dispersion pélagique. Les populations de la province orégonienne montraient une diversité haplotypique supérieure, plus de 70% des individus représentant une lignée récente absente dans la province aléoutienne. Cette observation laisse penser que la dispersion vers le nord au-delà de la frontière zoogéographique est limitée. La structure phylogéographique pourrait être attribuable à un effet du fondateur dans la province aléoutienne ou à une pseudo-vicariance induite par la circulation océanique. Ces résultats montrent que les organismes ayant des stades à phase pélagique prolongée et une forte capacité de dispersion peuvent présenter une structure génétique de population qui reflète leur démographie passée et leurs profils de dispersion présents. [Traduit par la Rédaction] Rocha-Olivares and Vetter 813 Introduction The genetic makeup of natural populations is shaped by the combined effect of contemporaneous and historical evo- lutionary forces. Demographic incidents such as population bottlenecks and founder effects produce local declines in ge- netic diversity but may create genetic structure in the gene pool of a species (Avise et al. 1984). Random genetic drift following reproductive isolation enhances genetic differenti- ation, particularly in small populations (Sarre 1995). Selec- tion regimes can increase the level of genetic variability in heterogeneous environments (Hedgecock 1986) or decrease it in the case of selective sweeps (Street and Montagna 1996). On the other hand, gene flow tends to homogenize Can. J. Fish. Aquat. Sci. 56: 803–813 (1999) © 1999 NRC Canada 803 Received March 11, 1998. Accepted December 16, 1998. J14484 A. Rocha-Olivares. 1 Scripps Institution of Oceanography, 9500 Gilman Dr., La Jolla, CA 92093-0208, U.S.A. R.D. Vetter. National Oceanic and Atmospheric Administration, Southwest Fisheries Science Center, P.O. Box 271, La Jolla, CA 92038-0271, U.S.A. 1 Author to whom all correspondence should be addressed. Present address: Department of Biological Sciences, Louisiana State University, 508 Life Sciences Building, Baton Rouge, LA 70803-1715, U.S.A. e-mail: arocha@lsu.edu