Taxonomic and phylogenetic relationships of freshwater crabs of the genus Potamon (Crustacea: Brachyura: Potamidae) from Iran

URN to cite this document:: urn:nbn:de:bvb:355-epub-293706
DOI to cite this document:: 10.5283/epub.29370

Keikhosravi, Alireza

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Date of publication of this fulltext: 27 Jan 2014 14:15

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Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	27 January 2014
Referee:	PD Dr. Christoph Schubart
Date of exam:	16 January 2014
Institutions:	Biology, Preclinical Medicine > Institut für Zoologie > Zoologie/Evolutionsbiologie (Prof. Dr. Jürgen Heinze)
Keywords:	taxonomic, phylogeney, Potamon
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:	29370

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Abstract (English)

Abstract (English)

In an era of climate change and habitat destruction, assessing current biodiversity as soon as possible is of crucial importance. To uncover the real biodiversity, taxonomic problems in species complexes and phylogenetic delimitations of species need to be clarified. Potamon is a well-known freshwater crab genus with a distribution from the Middle East through southern Europe and the far north of Africa. Phylogeny of Potamon has been a source of disagreement among specialists over the last few decades. In order to understand the evolution of the group it is crucial to resolve the phylogenetic relationships among the species of Potamon and to discover intraspecific endemic units using different tools. The purposes of the current study were: 1) to reconstruct the phylogenetic history of different species of the genus Potamon in Iran, 2) to find out, if there is consistency of morphological with molecular characters, 3) to determine intraspecific molecular variability among populations of Potamon elbursi in order to understand initial steps of regional differentiation as well as importance of endemic forms for conservation issues. In the course of the study two mitochondrial (16S rRNA and Cox1) and one nuclear (28S rRNA) genes were partially amplified and sequenced. A significant divergence was shown among three distinct lineages previously considered to belong to Potamon persicum complex and associated with their geographical distributions. One lineage corresponds to a formerly synonymised species, P. elbursi, which is here revalidated and redescribed. Another lineage (western Iran) still must be considered a cryptic lineage, since it is genetically distinct, but the current morphological evidence cannot separate it from P. persicum. Consistent molecular and morphological divergence was also recorded from the westernmost slopes of the Zagros Mountains where Potamon ilam, a sister species to Potamon mesopotamicum, is described as a new species to science. Overall, our results show that Potamon radiated at different time intervals in the Middle East, leaving a genetic footprint of historical differentiation processes and following successive isolation within different watersheds. The current locally confined and unique biological diversity of Iran can be explained mainly by different topography and climate regimes resulting from mountains uplifting. Genetic assessment of populations of P. elbursi elucidates a significant genetic differentiation among populations without any linkage with geographical dispersal. Some populations show high endemicity, resulting from strong genetic drift or geographic barriers. Endangered aquatic ecosystems and occurrence of genetically distinct endemic and isolated populations of P. elbursi, call for considering the Alborz Mountains for possible future conservation plans.

Translation of the abstract (German)

In einer Ära von Klimawandel und Habitatszerstörung ist es von entscheidender Bedeutung die gegenwärtige Biodiversität sobald wie möglich abzuschätzen. Um die reale Biodiversität aufzudecken muss die taxonomische Problematik in Artkomplexen und die phylogenetische Abgrenzung der Arten geklärt werden. Potamon ist eine gut bekannte Süßwasserkrabbe mit einer Verbreitung vom Mittleren Osten über Südeuropa bis Nordafrika. Die Phylogenie von Potamon war eine Quelle von Uneinigkeiten unter Spezialisten in den vergangenen Jahrzehnten. Um die Evolution der Gruppe zu verstehen ist es entscheidend die phylogenetische Beziehung unter den Potamon Arten aufzulösen und die intraspezifischen, endemischen Einheiten unter der Verwendung verschiedenster Werkzeuge zu entdecken. Der Zweck dieser Studie war es: 1) die phylogenetische Vergangenheit verschiedener Arten der Gattung Potamon im Iran zu rekonstruieren, 2) herauszufinden, ob es eine Übereinstimmung zwischen morphologischen und molekularen Daten gibt, 3) die intraspezifische molekulare Variabilität unter den Populationen von Potamon elbursi zu bestimmen, um die anfänglichen Stufen der regionalen Differenzierung sowie die Wichtigkeit der endemischen Formen für Naturschutzmaßnahmen zu verstehen. Im Zug dieser Studie wurden zwei mitochondriale (16S rRNA und Cox1) und ein nukleärer Marker (28S rRNA) teilweise amplifiziert und sequenziert. Es konnte ein signifikanter Unterschied zwischen drei getrennten Linien gezeigt werden, die zuvor als zum Potamon persicum Komplex zugehörig betrachtet wurden, und mit ihrer geografischen Verbreitung assoziiert werden. Eine Abstammungslinie gehört zu einer ursprünglich synonymisierten Art, P. elbursi, die hier revalidiert und wiederbeschrieben wurde. Eine weitere Abstammungslinie (Westlicher Iran) muss weiterhin als kryptische Abstammungslinie betrachtet werden, da sie genetisch verschieden ist, aber derzeitig nach morphologischen Anzeichen nicht von P. persicum getrennt werden kann. Ein übereinstimmender molekularer und morphologischer Unterschied wurde auch von den westlichsten Hängen des Zagros-Gebirges aufgezeichnet, wo Potamon ilam, eine Schwesterart zu Potamon mesopotamicum, als eine neue Art der Wissenschaft beschrieben wurde. Insgesamt zeigen unsere Ergebnisse, das Potamon sich zu verschiedenen Zeitintervallen im Mittleren Osten ausgebreitet hat, dabei einen genetischen Fußabdruck vergangener Differenzierung hinterlassen hat und sukzessiver Isolation innerhalb verschiedener Wasserscheiden folgte. Die vorliegende lokal begrenzte und einzigartige biologische Diversität des Irans kann größtenteils erklärt werden als von verschiedenen Topographien und klimatischen Regimen aufragender Berge. Die genetische Datenerhebung über Populationen von P. elbursi verdeutlicht eine signifikante genetische Differenzierung zwischen Populationen ohne eine Verbindung zu ihrer geographischen Verbreitung. Einige Populationen zeigen hohe Endemizität, die von starken genetischen Drift oder geographischen Barrieren herrührt. Gefährdete aquatische Ökosysteme und das Auftreten genetisch unterschiedlicher, endemischer und isolierter Populationen von P. elbursi rufen dazu auf, das Elburs-Gebirge für mögliche zukünftige Erhaltungsmaßnahmen in Erwägung zu ziehen.

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