Τα ισόποδα αποτελούν τη μοναδική τάξη οργανισμών ανάμεσα σε όλα τα Καρκινοειδή που πέτυχε να εποικήσει όλους τους τύπους ενδιαιτημάτων, από τα βάθη των ωκεανών μέχρι τα βουνά, τις έρημους και τις τροπικές περιοχές. Παρόλα αυτά, οι φυλογενετικές σχέσεις εντός της τάξης των ισοπόδων παραμένουν σε πολλά σημεία ασαφείς. Η οικογένεια Tylidae, που περιλαμβάνει 27 αμφίβια είδη, ανήκει σύμφωνα με τη σημερινή συστηματική κατάταξη στην υπόταξη Oniscidea, τη μοναδική που περιλαμβάνει αντιπροσώπους με χερσαίο ή ημι-χερσαίο τύπο διαβίωσης. Αν και υπάρχουν αμφιβολίες ως προς τη μονοφυλετική προέλευση αρκετών από τις 9 υποτάξεις που περιλαμβάνουν θαλάσσιους αντιπροσώπους, η προέλευση των Oniscidea θεωρείται αδιαμφισβήτητα μονοφυλετική. Εντούτοις, δεν υπάρχει ακόμη συμφωνία ως προς την ακριβή τοποθέτηση του κλάδου των Tylidae στο φυλογενετικό δέντρο των Oniscidea.
Ο βασικός στόχος της παρούσας εργασίας ήταν ο προσδιορισμός των φυλογενετικών σχέσεων των αμφιβίων ισοπόδων της οικογένειας Tylidae με τα υπόλοιπα ισόποδα, με έμφαση στις σχέσεις με τα υπόλοιπα Oniscidea. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν μοριακοί δείκτες από 14 γένη ισοπόδων, τα οποία αντιπροσωπεύουν όλους τους τύπους διαβίωσης, από τον αποκλειστικά θαλάσσιο έως τον αποκλειστικά χερσαίο. Η πειραματική προσέγγιση περιλάμβανε τον πολλαπλασιασμό αλληλουχιών του πυρηνικού γονίδιου 18s rDNA και των μιτοχονδριακών 16s rDNA και COI με τη μέθοδο της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμέρασης (PCR), τον προσδιορισμό της αλληλουχίας τους και τη φυλογενετική ανάλυσή τους με μεθόδους μέγιστης φειδωλότητας, μέγιστης πιθανοφάνειας και μπεϊεσιανής συμπερασματολογίας.
Οι μιτοχονδριακές αλληλουχίες εμφανίζουν πολύ υψηλά ποσοστά νουκλεοτιδικών υποκαταστάσεων, και σε συνδυασμό με τη χαμηλή αξιοπιστία των δέντρων που παράγονται φαίνεται πως έχουν απωλέσει εντελώς το φυλογενετικό τους σήμα. Η αλληλουχία του 18s rDNA έχει μήκος 2400-3400 bp και αποτελείται από 4 συντηρημένες περιοχές και 3 υπερ-μεταβλητές. Για τις φυλογενετικές αναλύσεις χρησιμοποιήθηκαν μόνο οι συντηρημένες περιοχές, που συνιστούν ένα σύνολο 1597 διακριτών χαρακτήρων. Στα αποτελέσματα από όλες τις υπολογιστικές μεθόδους η οικογένεια Tylidae τοποθετείται στο τελικό δέντρο σε αδελφό κλάδο του τάξου Crinochaeta της υπόταξης Oniscidea. Εντούτοις, παρατηρήθηκε πως η οικογένεια Ligiidae τοποθετείται σε κλάδο μη-συγγενικό προς τα υπόλοιπα χερσαία ισόποδα, υπονοώντας πως η υπόταξη Oniscidea δεν είναι μονοφυλετική. Για να ελέγξουμε αυτήν την υπόθεση, χωρίσαμε τα δεδομένα μας σε αλληλουχίες από θαλάσσιους και σε αλληλουχίες από χερσαίους αντιπροσώπους, πραγματοποιώντας ένα σύνολο από πρόσθετες αναλύσεις. Από τα αποτελέσματα φαίνεται πως η υπόταξη Oniscidea είναι μονοφυλετική και η αντίθετη αρχική υπόθεση οφείλεται σε ‘θόρυβο’ στο φυλογενετικό σήμα των συντηρητικών περιοχών του 18s rDNA. Τέλος, από τις πρόσθετες αναλύσεις προκύπτουν, με ισχυρή στατιστική στήριξη, φυλογενετικά δέντρα που υποστηρίζουν τη συστηματική κατάταξη που είχε προτείνει ο Erhard από τις μορφολογικές του μελέτες, τοποθετώντας τα Tylidae εντός του τάξου ‘Holoverticata’. / Isopods comprise a unique order among the Crustaceans that has settled effectively all possible habitats on the planet. The phylogenetic relationships, though, between the 10 suborders remain unresolved, as many of them might prove to be non-monophyletic taxa. The family Tylidae consists of 27 amphibian species and is traditionally classified in the suborder Oniscidea, which includes all the terrestrial and semi-terrestrial isopods and that is thought to be unambiguously monophyletic. However, the previous phylogenetic studies have proposed many hypotheses concerning the relations between the Tylidae and the other Oniscidea, lacking any plausible consensus.
In order to resolve those phylogenetic relations, we used two mitochondrial sequences (16s, COI) and one nuclear (18s) from 14 genera of isopods. Our experimental approach included PCR amplification, sequencing and computational phylogenetic analyses by means of maximum parsimony, maximum likelihood and Bayesian inference.
The mitochondrial sequences present extreme values of nucleotide substitutions and evident saturation, a fact that prohibits their use in further analyses. The 18s sequences vary significantly in size (2400-3400 bp) and consist of 4 conserved and 3 hyper-variable regions. Only the conserved regions were used for analysis, resulting to a dataset of 1597 discrete nucleotide characters. Regardless of the method used, the family Tylidae appeared as a sister-clade of the taxon Crinochaeta (suborder Oniscidea) in the cladograms. We noticed, though, that the taxon Diplochaeta (Oniscidea: Ligiidae) appeared (with low bootstrap values) in a distant clade of all the other Oniscidea, a result that does not support the monophyletic origin of the Oniscidea. In order to test the validity of this result, we splitted our dataset and conducted additional, separate analyses for the sequences of the marine isopods and those of the terrestrial isopods. Our results indicate that the suborder Oniscidea is monophyletic, so the initial opposite hypothesis was due to weak phylogenetic signal. Finally, our cladograms support, with significant confidence, the systematic classification that Erhard (1998) had proposed through his studies on morphological characters of the Oniscidea, placing together the family Tylidae and the taxon Crinochaeta under the name ‘Holoverticata’.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/678 |
| Date | 05 February 2008 |
| Creators | Κούτμος, Θεόδωρος |
| Contributors | Κίλιας, Γεώργιος, Σφενδουράκης, Σπυρίδων, Κλώσσα-Κίλια, Έλενα, Κίλιας, Γεώργιος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Relation | Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.004 seconds