Molecular genetic studies in African leaf-nosed bats (Hipposideridae)

Mgr. Peter Vallo, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

Molekulární metody s využitím studia sekvencí DNA jsou velmi často využívány k řešení systematických vztahů u netopýrů a významným způsobem mění pohled na členění tohoto savčího řádu. Pavrápencovití (Hipposideridae) jsou jednou z čeledí, která dosud nebyla těmito metodami komplexně studována. Podezření na umělé vnitřní členění čeledi a prokázaná existence vysoké kryptické diverzity k využití těchto metod přímo vybízí. To platí především o pavrápencovitých „Afrotropů”, o jejichž taxonomii i fylogenezi byly dosud publikovány jen dílčí informace. Předložená disertace shrnuje výsledky získané analýzou sekvencí mitochondriálního genu pro cytochrom b u kryptických forem komplexu Hipposideros caffer a druhu Triaenops persicus. Genetická struktura zjištěná v komplexu H. caffer popřela hypotézu dvou kryptických druhů H. caffer a H. ruber. Bylo identifikováno šest rozdílných linií, které mají charakter druhu. Dva dosud platné poddruhy H. caffer je možné považovat za dva odlišné druhy, H. caffer a H. tephrus. Taxonomickou příslušnost tří linií H. ruber a jedné linie obsahující oba morfotypy H. caffer i H. ruber je ještě potřeba potvrdit. Dvě sympatrické genetické formy západoafrické linie původně určené jako H. ruber byly zjištěny v jihovýchodním Senegalu. Morfologicky se lišily jen nepatrně. Poměrně velký rozsah echolokačních frekvencí zjištený u lokální populace však s tímto rozdělením nesouvisel, ale měl vztah k pohlaví u početnejší formy. Senegalské formy jsou zřejmě parafyletické, protože fylogeneze odhalila sesterský vztah mezi méně početnou formou a formou z Beninu. To naznačuje možnost existence dalšího kryptického druhu v Senegalu. Revize afro-arabského druhu T. persicus odhalila několik rozdílných morfotypů z Afriky a Středního Východu s významnými genetickými rozdíly mezi většinou z nich. Proto bylo navrženo rozdělení T. persicus do tří druhů: T. afer v Africe, a T. persicus a T. parvus spec. nov.. na Středním Východě. Kvůli značným genetickým a morfologickým rozdílům mezi kontinentálními a ostrovními formami rodu Triaenops byly madagaskarské druhy T. furculus a T. auritus vyčleněny do rodu Paratriaenops gen. nov.

Abstract:

Molecular methods using DNA sequence data have been widely used in solving systematic relationships in bats and have radically changed perception of this mammalian order. The family of leaf-nosed bats (Hipposideridae) has not yet been thoroughly studied by the molecular genetic approach. Suspicion of artificial intrafamilial grouping and proved existence of high cryptic diversity encourage use of this approach. This pays especially for leaf-nosed bats of Afrotropics, as only fragmentary information on their taxonomy and phylogeny has been published to date. This dissertation thesis presents results of analysis of sequences of mitochondrial cytochrome b gene in cryptic forms of Hipposideros caffer complex, and in species Triaenops persicus. Genetic structure revealed within the H. caffer complex challenged a hypothesis of two cryptic species, H. caffer and H. ruber. Six distinct lineages of potentially specific statuses were recovered. Two currently recognised subspecies of H. caffer can be considered two distinct species, H. caffer and H. tephrus. Taxonomic assignation of three lineages of H. ruber and one lineage comprising either H. caffer or H. ruber morphotypes has yet to be confirmed. Two sympatric genetic forms of the West African lineage, originally assigned to H. ruber, were found in southeastern Senegal. Morphological differences between these two forms were slight. A large range of echolocation frequencies detected in a local population, however, had no relevance to this distinction, but was related to sex in the more numerous form. The two Senegalese forms are apparently paraphyletic, because phylogeny revealed sister relationship between the less numerous form and a form from Benin. This indicates that another cryptic species may exist in Senegal. Revision of the Afro-Arabian T. persicus revealed several distinct morphotypes from Africa and the Middle East with significant genetic divergences among most of them. Therefore, a split of the current T. persicus rank into three species was proposed: T. afer in Africa, and T. persicus and T. parvus spec. nov. in the Middle East. Due to considerable genetic and morphologic differences among continental and island forms of Triaenops, two Madagascan species T. furculus and T. auritus were separated into a new genus Paratriaenops gen. nov.

Keywords

mitochondriální DNA, cytochrom b, taxonomie, fylogeneze, Hipposideros caffer, Hipposideros ruber, Triaenops persicus, mitochondrial DNA, cytochrome b, taxonomy, phylogeny

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 10. 2008

Thesis defence

• Date of defence: 23. 10. 2008
• Supervisor: prof. RNDr. Petr Koubek, CSc.
• Reader: prof. RNDr. Jiří Gaisler, DrSc., Mgr. et Mgr. Josef Bryja, Ph.D., prof. RNDr. Ivan Horáček, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology (4-years) / Zoology