Genetická diverzita vybraných populací velkých lupenonožců ve střední Evropě

Bc. Alžběta Dubnová

Master's thesis

Genetic diversity of selected populations of large branchiopods in central Europe

Abstract:

Tato práce se zabývá genetickou diverzitou tří druhů velkých lupenonožců, žábronožky letní (Branchipus schaefferi), listonoha letního (Triops cancriformis) a škeblovky rovnohřbeté (Leptestheria dahalacensis) v Evropě. Analýzy vzorků z 96 lokalit ze 12 zemí byly založeny na 2 mitochondriálních (COI, 16S rRNA) a 2 jaderných (ITS1, 28S rRNA) markerech. Při zpracování sekvencí byly k těmto vzorkům přidány také dostupné sekvence z datábaze Genbank, pocházející ze 20 zemí. U žábronožky letní byla zjištěná diverzita nejvyšší, v závislosti na zvoleném markeru byly zjištěny 2–4 evoluční klady s velmi vysokou genetickou diverzitou. U populací listonoha letního byly ve střední Evropě zjištěny dvě geneticky vzdálené evoluční linie s výrazně se překrývajícím areálem. Genetická diverzita škeblovky rovnohřbeté byla velmi nízká, většina analyzovaných populací sdílela jeden haplotyp. Zjištěná genetická diverzita se tedy značně liší mezi studovanými druhy, což může být způsobeno rozdíly v jejich historii (počet glaciálních refugií), ekologii, schopnostech disperze či dalšími vlivy. Práce se věnuje rozdílům v genetické diverzitě a dává je do souvislostí s faktory, které diverzitu ovlivňují. Z analýz je také patrný výrazný nesoulad mezi genetickou diverzitou a geografickou vzdáleností. U některých sousedících populací byla zjištěna příslušnost do různých genetických linií, jindy byl ale zjištěn shodný haplotyp i u geograficky velmi vzdálených populací. Blízké populace náležící do jiné linie by mohly být vysvětleny monopolizační hypotézou a rozdílnou evoluční historií, zatímco příbuznost vzdálených populací naznačuje vysokou míru disperze na dlouhé vzdálenosti. Vysokou míru disperze potvrzuje také shodný haplotyp u populací listonoha letního z ČR, Slovenska, Rakouska, Srbska, Itálie, Japonska a Portugalska. Na základě skutečnosti, že u portugalských populací tohoto listonoha nebyl nalezen žádný samec a že druh byl v zemi nalezen až v roce 2007, je velmi pravděpodobné, že nejsou jeho portugalské populace potomky populací z Iberského refugia, ale důsledkem relativně nedávné kolonizace. Ta zřejmě proběhla ze střední Evropy, Itálie či jiné východněji ležící lokality. Při porovnání jarních a letních druhů velkých lupenonožců byly zjištěny rozdíly především u žábronožek. U letních druhů byla zjištěna pravděpodobná nižší diverzita u geograficky blízkých populací. Tento výsledek může být vysvětlený nižší disperzní schopností u jarních druhů.

Abstract:

This thesis is focused on the genetic diversity of three species of large branchiopods Branchipus schaefferi, Triops cancriformis and Leptestheria dahalacensis in Europe. The analyses of 96 samples obtained from 12 countries were based on 2 mitochondrial (COI, 16S rRNA) and 2 nuclear (ITS1, 28S rRNA) markers. For bigger dataset the available sequences from GenBank database originating from 20 countries were added. The highest diversity was found in Branchipus schaefferi populations, 2–4 evolutionary clades were discovered, based on the chosen marker. In Triops cancriformis populations 2 evolutionary lineages with overlapping range were found in central Europe. The genetic diversity of Leptestheria dahalacensis was very low, most of the analysed populations shared the same haplotype. Discovered genetic diversity in these species varied a lot which could be caused by their differences in history (number of glacial refugia), ecology, dispersal abilities or some other traits. The differences in genetic diversity in taxa are discussed along with the large scale of factors, that could influence the diversity itself. The analyses showed a large discrepancy between genetic diversity and geographic distances. Neighboring populations belonged to different genetic lineages and on the other hand haplotypes shared among large number of geographically distinct populations were found. The former could be explained by Monopolisation hypothesis and different historical background, the latter could indicate high dispersal ability in these species which happens over large areas. High dispersal ability was also confirmed by the presence of a shared haplotype in Triops cancriformis populations from the Czech Republic, Slovakia, Austria, Serbia, Italy, Japan and Portugal. Also, since this species was not found until 2007 in Portugal and no males were found there, it is quite probable that the Portuguese populations of Triops cancriformis are not direct descendants of the Iberian refugia populations, but the result of a relatively recent colonisation from central Europe, Italy, or other more eastern locality. When comparing spring and summer species, possible lower diversity in geographically close populations was found in summer species of Anostraca. This result could be explained by the lower dispersal ability in spring species.

Keywords

Genetická diverzita, Branchipus schaefferi, Triops cancriformis, Leptestheria dahalacensis, COI, 16S, 28S, ITS1, střední Evropa, Genetic diversity, central Europe

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 21. 6. 2022
• Supervisor: Mgr. Jan Sychra, Ph.D.
• Reader: Mgr. Veronika Horsáková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Zoology / Zoology