| License: Publishing license for publications including print on demand (13MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-133912
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.13391
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 12 October 2010 |
| Referee: | PD Dr. Christoph Schubart |
| Date of exam: | 15 October 2009 |
| Institutions: | Biology, Preclinical Medicine > Institut für Zoologie |
| Interdisciplinary Subject Network: | Not selected |
| Keywords: | Biodiversität, Populationsgenetik, Jamaika, Puerto Rico, Phylogenie, Epilobocera, Sesarma, Phylogeografie, ITS1, ND1, key innovation, Epilobocera, Sesarma, ITS1, ND1 |
| Dewey Decimal Classification: | 500 Science > 590 Zoological sciences |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 13391 |
Abstract (English)
The islands of the West Indies are considered to be a biodiversity hotspot with a high amount of endemic species for the whole region and on certain islands. In terms of freshwater crabs, the island of Jamaica harbors the greatest amount of endemic species in the Caribbean. These freshwater crabs belonging to the family Sesarmidae are the result of an adaptive radiation (Schubart et al., 1998a), ...
Abstract (English)
The islands of the West Indies are considered to be a biodiversity hotspot with a high amount of endemic species for the whole region and on certain islands. In terms of freshwater crabs, the island of Jamaica harbors the greatest amount of endemic species in the Caribbean. These freshwater crabs belonging to the family Sesarmidae are the result of an adaptive radiation (Schubart et al., 1998a), which occurred after the colonization of the island by a marine ancestor approximately 4.5 mya. Currently, ten different freshwater species of Sesarma are known from Jamaica. On the other islands of the Greater Antilles no entirely freshwater sesarmid crab can be found. Instead, freshwater crabs belonging to the family Pseudothelpusidae are present, but in much lower species richness. The island of Puerto Rico for example is only inhabited by a single endemic freshwater crab species, Epilobocera sinuatifrons A. Milne Edwards, 1866.
The aim of this study was to determine the processes and mechanisms which lead to the differences in freshwater crab diversity between the otherwise similar islands of Jamaica and Puerto Rico. A further aim was to investigate, if the species number on Puerto Rico was underestimated due to possible existence of cryptic species or the species number on Jamaica overestimated and the recently described species not completely isolated. The population structure of Epilobocera sinuatifrons, Sesarma dolphinum Reimer, Schubart & Diesel, 1998, Sesarma windsor Türkay & Diesel, 1994 and Sesarma meridies Schubart & Koller, 2005 was analysed using morphometric methods, a mitochondrial and a nuclear genetic marker.
In the case of Epilobocera sinuatifrons, no evidence for the presence of cryptic species could be found. Furthermore, the overall differentiation between the populations is low and gene flow is ongoing and unrestricted. Only a gradient between the eastern and western part of the island is present.
The analysis of the population structure of the Jamaican sesarmids support the species status of the recently described species and no evidence for hybridization could be found with he nuclear markers. It also revealed a high diversity between the different populations of the three investigated species. The gene flow between the different populations of the species turn out to be stronger restricted with greater geographic distances between the populations. Belonging to the same larger drainage system does not necessarily allow gene flow between populations or cause mixing or hybridization between species, suggestion isolation in the upper reaches of the rivers.
As a conclusion, the different abilities for dispersal seem to have a great impact on the observed differences of species diversity between the two freshwater crab lineages. The high ability of terrestrial movement leads to ongoing gene flow within the species of Epilobocera sinuatifrons. The apparent retention of larvae and juveniles in the parental habitat is probably the key innovation which lead diversification and adaptive radiation in the Jamaican sesarmid crabs.
Translation of the abstract (German)
Die Inseln der Karibik gelten als ein Biodiversititäts-"Hotspot" mit einer hohen Dichte an endemischen Arten, nicht nur für die gesamte Region, sondern auch auf den einzelnen Inseln. Die größte Anzahl endemischer Süßwasserkrabben beheimatet Jamaika. Sie gehören ausschließlich zur Familie der Sesarmidae und sind das Ergebnis einer adaptiven Radiation (Schubart et al., 1998a), die nach der ...
Translation of the abstract (German)
Die Inseln der Karibik gelten als ein Biodiversititäts-"Hotspot" mit einer hohen Dichte an endemischen Arten, nicht nur für die gesamte Region, sondern auch auf den einzelnen Inseln. Die größte Anzahl endemischer Süßwasserkrabben beheimatet Jamaika. Sie gehören ausschließlich zur Familie der Sesarmidae und sind das Ergebnis einer adaptiven Radiation (Schubart et al., 1998a), die nach der Kolonisierung der Insel vor ca. 4,5 Millionen Jahren durch einen marinen Vorfahren stattgefunden hat. Zum jetzigen Zeitpunkt sind zehn verschiedene Süßwasserkrabben auf Jamaika bekannt. Auf den anderen Inseln der Großen Antillen finden sich keine Krabben der Familie Sesarmidae die nur auf das Süßwasser beschränkt sind. Stattdessen findet man Krabben der Familie Pseudotelphusidae, die aber eine viel niedrigere Artenvielfalt aufweisen. Zum Beispiel findet sich auf der Insel Puerto Rico nur eine einzige endemische Süßwasserkrabbe: Epilobocera sinuatifrons A. Milne Edwards, 1866.
Das Ziel dieser Arbeit ist es Vorgänge und Mechanismen, die zu diesem Unterschied in der Artenvielfalt bei Süßwasserkrabben zwischen diesen sonst sehr ähnlichen Inseln geführt haben, herauszufinden. Weiter sollte festgestellt werden, ob einerseits die Anzahl der Arten auf Puerto Rico als zu gering eingeschätzt werden, da vielleicht kryptische Arten vorhanden sind, oder anderseits die jamaikanische Artenvielfalt als zu hoch, da vielleicht die Arten noch nicht komplett von einander isoliert sind. Die Populationsstruktur von Epilobocera sinuatifrons, Sesarma dolphinum Reimer, Schubart & Diesel, 1998, Sesarma windsor Türkay & Diesel, 1994 und Sesarma meridies Schubart & Koller, 2005 wurde mit Hilfe morphometrischer Methoden und zweier molekularer Marker untersucht.
Bei Epilobocera sinuatifrons konnte keine Hinweise für das Vorhandensein kryptischer Arten gefunden werden. Vielmehr wurde eine sehr geringe Differenzierung zwischen den Populationen mit einem hohen Anteil gegenwärtigem und ungehindertem Genfluss gefunden. Nur zwischen dem westlichstem und östlichstem Teil der Insel konnte ein gradueller Unterschied festgestellt werden.
Die Analyse der Populationsstruktur der jamaikanischen Süßwasserkrabben unterstützt den Artenstatus, der als letztes beschriebenen neuen Arten; zwischen ihnen konnten mit den nukleären Markern auch keine Hinweise für eine Hybridisierung gefunden werden. Sie zeigt weiterhin eine hohe Diversität zwischen den Populationen der drei untersuchten Sesarmiden. Der Genfluss zwischen den einzelnen Populationen ist stark eingeschränkt und direkt proportional zu ihren geografischen Abstand. Dabei führt die Zugehörigkeit zum selben Flusssystem weder zu höherem Genfluss innerhalb einer Art, noch zu Hybridisierung zwischen den Arten, was auf Isolation in den oberen Bereichen der Flüsse hindeutet.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die unterschiedlichen Verbreitungsfähigkeiten der beiden Arten einen starken Einfluss auf die beobachtete Unterschiede in der Diversität in den beiden Süßwasserkrabbenlinien hat. Die hohe Fähigkeit bei Epilobocera sinuatifrons sich terrestrisch fortzubewegen führt zu ständigem Genfluss zwischen den Populationen. Bei den jamaikanischen Sesarmiden hingegen war deren Fähigkeit ihre Larvenstadien im elterlichen Habitat zurückzuhalten wahrscheinlich die Schlüsselerfindung, die ihre Diversifikation und die adaptive Radiation ermöglichte.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 10:01
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