Filogenija in sistematika hroščev podzemljarjev (Coleoptera; Leiodidae; Leptodirini) Dinarskega krasa : doktorska disertacija

Polak, Slavko (author), Trontelj, Peter (mentor)

Skupina hroščev podzemljarjev (Leiodidae: Cholevinae: Leptodirini) predstavlja eno največjih evolucijskih radiacij v podzemeljskem okolju. Čeprav je skupina deležna številnih raziskav pa je sistematika in filogenija podzemljarev še vedno slabo razjasnjena. V raziskavi smo preverjali filogenetske odnose znotraj skupine in utemeljenost obstoječe nad-rodovne sistematike. Raziskava je bila osredotočena na taksone območja Dinarskega krasa. Molekulsko smo analizirali 147 vzorcev podzemljarjev in jih dopolnili z že objavljenimi podatki o zaporedjih DNA dodatnih 44 taksonov. Skupaj smo zajeli 116 rodov iz zahodne palearktike. V verižnih reakcijah s polimerazo (PCR) smo po standardnih metodah pomnožili šest odsekov genov, ki smo jih uporabili za molekulsko filogenetsko analizo. Filogenetske odnose smo rekonstruirali z uporabo Bayesovega pristopa in z metodo največjega verjetja. Vsi analizirani rodovi podzemljarjev so sestavljali monofiletsko skupino z geografsko pretežno jasno opredeljenimi kladi. Vse analize so postavile rod Adelopsella iz osrednjega dela zahodnega Balkana v sestrski odnos do preostalih rodov, zato sklepamo, da se je evolucija skupine začela prav na območju sedanjega Balkana. Sledila je relativno hitra širitev predniških skupin ostalih podzemljarjev po celotnem ozemlju Evrope, kjer so predniki skupin ločeno naselili podzemeljske habitate. V izolaciji kraških masivov je prihajalo do evolucijskih radiacij na morfološko različne, a genetsko sorodne vrste. Te radiacije so potekale znotraj dobro definiranih geografskih kladov: staroplaninskega, južnokarpatskega, rodopskega, vzhodnoalpskega, severnodinarskega in južnodinarskega. Za natančnejšo opredelitev vzhodnoevropskega in več zahodnoevrpskih kladov smo dobil šibkejše filogenetske podpore. V mejah Dinarskega krasa živijo in se deloma prekrivajo predstavniki različnih kladov. Kot izključno dinarske opredeljujemo rodove severnodinarskega in južnodinarskega klada. Klada nista v sestrskem odnosu in prestavljata dve neodvisni evolucijski radiaciji. Ugotovili smo, da trenutno razvrščanje plemena (tribusa) podzemljarjev na podplemena (subtribuse) ne odraža filogenetske sorodnosti in da splošno sprejete sistematske skupine nad ravnijo rodu niso monofiletske saj so doslej uporabljani diagnostični znaki večinoma homoplastični.

• Language: Slovenian
• Keywords: podzemljarji, Leptodirini, Dinarski kras, molekularna filogenija, morfološki znaki, sistematika, biodiverziteta
• Work type: Doctoral dissertation
• Typology: 2.08 - Doctoral Dissertation
• Organization: BF - Biotechnical Faculty
• Year: 2022
• PID: 20.500.12556/RUL-135575
• COBISS.SI-ID: 102025731
• Publication date in RUL: 21.03.2022

Secondary language

• Language: English
• Title: Phylogeny and Systematics of Leptodirini beetles (Coleoptera; Leiodidae; Leptodirini) of the Dinaric Karst : doctoral dissertation

Abstract

The beetle tribe Leptodirini (Leiodidae: Cholevinae) represent one of the largest evolutionary radiations in the subterranean environment. Despite being subjected to many studies, the systematics and phylogeny of the group is not sufficiently understood. In this study we evaluated phylogenetic relationships within the group and tested the validity of the current supra-generic systematics We performed molecular phylogenetic analyses of 147 new samples of Leptodirini beetles supplemented by published DNA sequences of additional 44 taxa. The studied samples covered 116 genera from the Western Palearctic region. Using standard methods, we PCR-amplified six gene sequences. We reconstructed phylogenetic relationship applying Bayes inference and the Maximum likelihood. All analysed genera of Leptodirini beetles formed a monophyletic group, consisting mostly of geographically defined clades. All analyses placed the genus Adelopsella from the central part of the Western Balkans in a sister relation to the rest of the genera, suggesting that the evolution of this group started within the area that now constitutes the Balkan Peninsula. Soon thereafter, ancestors of other lineages spread across Europe at a relatively fast rate to independently colonize disjunct areas of subterranean habitats. Within isolated karstic massifs, evolutionary radiations lead to morphologically distinct yet genetically related groups of species. These radiations took place within the following geographical clades: Stara Planina, South Carpathian, Rhodopean, East Alpine, North Dinaric and South Dinaric. Clade support was not sufficient for a precise delimitation of the East European and a few West European clades. Within the Dinaric Karst several clades coexist and have partly overlapping ranges. Exclusively Dinaric are the genera of the North Dinaric and South Dinaric clades. These two clades are not in a sister relation, and represent two independent evolutional radiations. We found that the current subtribe classification of the Leptodirini does not reflect phylogenetic relations and that the presently accepted systematic groups (subtribes) above the genus level are not monophyletic. The currently used diagnostic morphological characters are mainly homoplastic.

• Keywords: Leptodirini beetles, Leptodirini, Dinaric Karst, molecular phylogeny, morphological characters, systematics, biodiversity