Despite apparent long-term geographic isolation, many invertebrates demonstrate little apparent morphological differentiation. To examine underlying genetic differentiation, eight erpobdellid leech populations from widely dispersed northern Arizona aquatic ecosystems were examined by means of amplified fragment length polymorphism genetic markers. These populations were primarily Erpobdella punctata, though two populations, Motobdella montezuma and Motobdella sedonensis, have been described as novel taxa. Data from 137 polymorphic loci were used to estimate genetic heterogeneity (θ), migration rates (Nm), and genetic similarities (Dice's method) among these populations. Analysis of molecular variance and cluster analysis (unweighted pair-group method) were used to show population structure and to partition the genetic variance. Our analysis indicates that northern Arizona leech populations are genetically isolated (θ = 0.72, Nm = 0.09), with significant (p < 0.01) differentiation among populations. In addition, no relationship was found between genetic and geographic distances (r = 0.19, p = 0.22), which is consistent with long-term isolation even when populations are in close proximity. The large amount of genetic differentiation reveals levels of diversity and complexity not apparent from morphological comparisons alone and suggests that erpobdellid leeches in the arid landscape of the southwestern U.S.A. are in fact evolving independently from one another.Résumé : En dépit de leur isolement géographique probable de longue date, plusieurs invertébrés semblent avoir subi peu de différenciation morphologique. Pour évaluer la différenciation génétique sous-jacente, nous avons procédé à l'examen de marqueurs génétiques AFLP (polymorphisme de longueur de fragments amplifiés) chez huit populations de sangsues erpobdellidées provenant d'écosystèmes aquatiques dispersés du nord de l'Arizona. Ces populations sont surtout des Erpobdella punctata, mais deux d'entre elles, Motobdella montezuma et Motobdella sedonensis, ont été décrites comme de nouveaux taxons. Les données sur 137 locus polymorphes ont servi à estimer l'hétérogénéité génétique (θ), les taux de migration (Nm) et les similarités génétiques (Dice) chez ces populations. L'analyse de la variance moléculaire et une analyse des groupements par la méthode des mesures pairées non pondérées ont servi à examiner la structure de la population et à fractionner la variance génétique. Les résultats indiquent que les populations de sangsues du nord de l'Arizona sont isolées génétiquement (θ = 0,72, Nm = 0,09) et diffèrent significativement (p < 0,01) les unes des autres. De plus, aucune relation n'a été trouvée entre les distances génétique et géographique (r = 0,19, p = 0,22), ce qui prévaut normalement lorsque l'isolement génétique remonte à loin dans le temps, même chez des populations qui vivent près les unes des autres. L'importance de la différenciation génétique reflète un degré de diversité et de complexité qui ne se manifeste pas lors des comparaisons strictement...