The Black-throated Gray Warbler (Setophaga nigrescens) is a migratory songbird with a widespread and continuous distribution in the North American West. Previously published morphological data support the designation of 2 putative subspecies based on subtle differences in plumage and song; however, whether these patterns are clinal or discrete has yet to be determined. Furthermore, given that patterns of morphological variation occur across multiple distinct habitats and geographical boundaries, underlying population genetic structure may be present. To investigate this question and explore the evolutionary history of S. nigrescens, we conducted the first range-wide phylogeographic analysis of this species using genetic (mitochondrial DNA [mtDNA], ND2 gene sequences), morphological (body measurements), and environmental (niche modeling) data. Overall, our results identified 2 major mtDNA clades. One clade occurs east of the Cascade-Sierra ranges throughout the southwestern, Great Basin, and Rocky Mountain regions in North America (Interior clade), while a second widespread clade is comprised of birds that span the Pacific Northwest, and also across the Great Basin and southwest into the Rocky Mountains (Coastal clade). Divergence time estimates suggest a Pleistocene epoch vicariance event. Environmental niche models predict habitat modification and fragmentation from glacial–interglacial cycles, which were frequent over the Pleistocene. Range expansion northwards following the Last Glacial Maximum was identified from neutrality tests and shifts in suitable habitat from the Mid-Holocene to present-day conditions, where both clades are likely experiencing secondary contact. We found support for nonequivalent environmental niches among both clades based on a spatial analysis of environmental variables, with the Coastal clade showing greater tolerance to both temperate and xeric climatic conditions across the North American West; however, the environmental space occupied by both clades was more similar to each other than expected by chance. High levels of geographic overlap and a lack of discrete patterns in morphology suggest few contemporary reproductive barriers to gene flow.

La reinita Setophaga nigrescens es un ave canora migratoria con una distribución amplia y continua en el Oeste Norteamericano. Datos morfológicos previamente publicados apoyan la denominación de 2 subespecies putativas basadas en diferencias sutiles en plumaje y canto; sin embargo, aún no se determina si esos patrones son clinales o discretos. Además, dado que los patrones de variación morfológica ocurren en múltiples hábitats separados con límites geográficos definidos, podría estar presente una estructura poblacional genética subyacente. Para estudiar esta pregunta y explorar la historia evolutiva de S. nigrescens, condujimos el primer análisis filogenético de todo el rango de distribución de esta especie usando datos genéticos (ADN mitocondrial [mtDNA], secuencias genéticas ND2), morfológicos (medidas corporales) y ambientales (modelamiento de nicho). En general, nuestros resultados identificaron 2 clados mayores de mtDNA. Un clado se encuentra en las cordilleras Cascade-Sierra hacia el sudoeste y las regiones de Great Bassin y Rocky Mountain en Norte América (clado Interior), mientras que un segundo clado se compone de aves que se enceuntran en el Pacífico noroeste, además de a través del Great Bassin y el sudoeste de las Rocky Mountains (clado Costero). Los tiempos de divergencias estimados sugieren un evento de vicarianza en la época del Pleistoceno. Modelos de nicho ambiental predicen una modificación y fragmentación del hábitat durante ciclos interglaciales, que eran frecuentes en el Pleistoceno. Una expansión de rango hacia el norte a partir del Último Máximo Glacial fue identificada de pruebas de neutralidad y cambios de hábitat favorables de condiciones del Holoceno medio a las actuales, donde ambos clados posiblemente experimentaron contacto secundario. Encontramos apoyo para nichos ambientales no equivalentes entre ambos clados basados en el análisis especial de variables ambientales, donde el clado Costero mostró mayor tolerancia tanto a temperatura como a condiciones climáticas xéricas a través del Oeste Norteamericano; sin embargo, el espacio ambiental ocupado por ambos clados era más similar entre ellos que lo esperado por el azar. Altos niveles de sobrelapamiento geográfico y una falta de patrones discretos morfológicos sugieren pocas barreras reproductivas contemporáneas al flujo génico.

Palabras clave: ADN mitocondrial, árbol genético, delimitación de subespecies, divergencia de nicho, modelamiento de nicho, morfología, vicarianza en el Pleistoceno.