Morfologická diverzifikace afrických bezocasých obojživelníků na úrovni různých taxonomických kategorií

Bc. Tadeáš Nečas

Master's thesis

Morphological diversification of African anurans from different taxonomic ranks

Abstract:

Skrytá diverzita žab (Amphibia: Anura) je již řadu desetiletí předmětem studia mnoha evolučních biologů a taxonomů, jejichž práce se ve velkém zjednodušila se začátkem používání molekulárních metod. Tato práce je zaměřena na dva nepříbuzné taxony žab střední Afriky, které spojuje právě jejich kryptický charakter. Hlavní náplní této práce je zhodnocení jejich morfologických a případně i fylogenetických vztahů v rámci druhového komplexu, či rodu. Prvním studovaným taxonem je druhový komplex Phrynobatrachus steindachneri (Phrynobatrachidae). Tento druhový komplex zahrnující morfologicky velice podobné endemity Kamerunských hor v současnosti zahrnuje tři druhy popsané a jeden druh kandidátní, jehož popis se připravuje. Cílem první části je za pomoci mnohorozměrných statistických metod zhodnotit morfologickou variabilitu, či konzervativnost, v rámci tohoto druhového komplexu. Analýzy 14 morfometrických parametrů odhalily malou, ale signifikantní variabilitu odlišující zejména nejsevernější populace/taxon. Druhá část práce se věnuje druhu Hyperolius robustus, který je v současnosti znám pouze z několika málo jedinců a lokalit v Demokratické republice Kongo. Jeho zařazení do rodu Hyperolius na základě celkového vzhledu vnější morfologie se zdá být jednoznačné, ale fylogenetické analýzy mitochondriální a jaderné DNA poukazují na vazbu k rodům Morerella a Cryptothylax. Detailní zhodnocení vnější morfologie za využití mnohorozměrných statistických metod a vnitřní morfologie (osteologie) za využití μCT podpořilo výsledky fylogenetických analýz a odlišnost tohoto taxonu od rodu Hyperolius. Práce na těchto dvou příkladech ukazuje dva odlišné evoluční modely kryptických druhů žab. První představuje případ morfologické konzervativnosti, pravděpodobně vlivem konzervativnosti ekologické niky, zatímco druhý představuje případ konvergence.

Abstract:

The cryptic diversity of the order Anura (Amphibia) has been in the focus of evolutionary biologists and taxonomists since the expansion of the use of molecular methods in biological sciences. The main objective of this study is to evaluate morphologically and eventually phylogenetically two representatives of Central African frogs that have in common their cryptic character. Though, on two different systematic levels. The first studied model is the Phrynobatrachus steindachneri species complex (Phrynobatrachidae). This morphologically very conservative complex contains three nominal species of medium-sized frogs, endemics of the Cameroon Volcanic Line. A description of a fourth species is under a preparation. The main objective of the first part was to assess the morphological variation within this species complex using multivariate statistical analyses. The multivariate analyses of 14 morphometric parameters revealed limited variation, although significantly distinguishing the northern population/taxon. The second part of this study focused on Hyperolius robustus, an endemic species of the Democratic Republic of the Congo known from only a few specimens and localities. Based on the superficial characters, Hyperolius robustus resembles species from the genus Hyperolius. On the contrary, phylogenetic analyses of mitochondrial and nuclear DNA place Hyperolius robustus in a relationship with the genera Morerella and Cryptothylax, which form a sister clade to the genus Hyperolius. Detailed assessment of the external morphology, using multivariate statistical analyses, and the internal morphology (osteology), using the μCT, supported results of the phylogenetic analyses and differentiate H. robustus from the genus Hyperolius. This study shows two different evolutionary models of anuran cryptic species. The first represents a case of the morphological conservatism, probably caused by the conservation of ecological niche. While the second represents a case of the convergence.

Keywords

Africa, Afrika, afroskokan, Amphibia, amphibians, Anura, Cameroon, Cameroon Volcanic Line, Congo, frogs, Hyperolius, morfologie, morphology, Kamerun, Kamerunské hory, Kongo, obojživelníci, Phrynobatrachus, puddle frog, rákosnička, reed frog, systematics, systematika, taxonomie, taxonomy, žáby

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 4. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2019
• Supervisor: RNDr. Václav Gvoždík, Ph.D.
• Reader: RNDr. Jiří Moravec, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Ecological and Evolutionary Biology / Zoology