Молекуларни диверзитет Merodon aureus групе (Diptera: Syrphidae)

Abstract

Род Merodon Meigen (Diptera: Syrphidae) се одликује великм бројем врста које имају функцију у опрашивању биљака. У оквиру овог рода својом разноврсношћу издваја се Merodon aureus група врста коју поред фенотипски различитих одликује и присуство већег броја криптичних врста. Због морфолошке сличности криптичне врсте представљају изазов за таксономе, те су молекуларне методе од посебног значаја. У том светлу примарни циљ овог истраживања је био утврђивање молекуларног диверзитета групе и могућности његове примене у таксономији. Истраживање је било засновано на анализи варијабилности секвенци COI и 28S рРНК гена за 718 јединки 41 описане или новоткривене врсте сирфида. Додатно, тестирана је примењивост мултилокусних ISSR маркера у раздвајању врста M. luteomaculatus комплекса. Узорци су тестирани и на присуство Wolbachia с обзиром да она може утицати на еволуцију митохондријалних гена. Добијени резултати су указали на високу варијабилност секвенци COI гена који се показао корисним у утврђивању граница криптичних врста у анализираним комплексима. Секвенце 28Ѕ рРНК гена у већини случајева нису биле од већег значаја за раздвајање врста, али би могле имати потенцијал у раздвајању комплекса или подгрупа врста као допуна анализи секвенци COI гена. Додатно, ISSR маркери су показали потенцијал за примену у молекуларној таксономији. Све анализиране врсте изузев М. balkanicus су биле заражене Wolbachia, али није утврђена јасна веза између варијабилности секвенци митохондријалног COI гена и инфекционог статуса врста. Утврђен образац генетичке варијабилности је вероватно обликован драстичним климатским променама током Плеистоцена и фрагментацијом хабитата. Да би се донели крајњи закључци о таксономском статусу предложених врста потребно је добијене резултате интегрисати са подацима других релевантних научних дисциплина.

Rod Merodon Meigen (Diptera: Syrphidae) se odlikuje velikm brojem vrsta koje imaju funkciju u oprašivanju biljaka. U okviru ovog roda svojom raznovrsnošću izdvaja se Merodon aureus grupa vrsta koju pored fenotipski različitih odlikuje i prisustvo većeg broja kriptičnih vrsta. Zbog morfološke sličnosti kriptične vrste predstavljaju izazov za taksonome, te su molekularne metode od posebnog značaja. U tom svetlu primarni cilj ovog istraživanja je bio utvrđivanje molekularnog diverziteta grupe i mogućnosti njegove primene u taksonomiji. Istraživanje je bilo zasnovano na analizi varijabilnosti sekvenci COI i 28S rRNK gena za 718 jedinki 41 opisane ili novotkrivene vrste sirfida. Dodatno, testirana je primenjivost multilokusnih ISSR markera u razdvajanju vrsta M. luteomaculatus kompleksa. Uzorci su testirani i na prisustvo Wolbachia s obzirom da ona može uticati na evoluciju mitohondrijalnih gena. Dobijeni rezultati su ukazali na visoku varijabilnost sekvenci COI gena koji se pokazao korisnim u utvrđivanju granica kriptičnih vrsta u analiziranim kompleksima. Sekvence 28Ѕ rRNK gena u većini slučajeva nisu bile od većeg značaja za razdvajanje vrsta, ali bi mogle imati potencijal u razdvajanju kompleksa ili podgrupa vrsta kao dopuna analizi sekvenci COI gena. Dodatno, ISSR markeri su pokazali potencijal za primenu u molekularnoj taksonomiji. Sve analizirane vrste izuzev M. balkanicus su bile zaražene Wolbachia, ali nije utvrđena jasna veza između varijabilnosti sekvenci mitohondrijalnog COI gena i infekcionog statusa vrsta. Utvrđen obrazac genetičke varijabilnosti je verovatno oblikovan drastičnim klimatskim promenama tokom Pleistocena i fragmentacijom habitata. Da bi se doneli krajnji zaključci o taksonomskom statusu predloženih vrsta potrebno je dobijene rezultate integrisati sa podacima drugih relevantnih naučnih disciplina.

Genus Merodon Meigen (Diptera: Syrphidae) is characterized by a large number of species which have a function in plants pollination. Within this genus, Merodon aureus species group is distinguished by its diversity and it is characterized not only by phenotypically divergent species but also with a large number of cryptic species. Because of the high morphological similarity, cryptic species are a challenge for taxonomist, thus molecular methods are of special importance. The primary goal of this research was to determine the molecular diversity of the group and the possibility of its application in taxonomy. The study was based on the sequences variability analysis of COI and 28S rRNA genes for 718 individuals belonging to 41 described or newly discovered hoverfly species. Additionally, the applicability in species delimitation of multilocus marker ISSR was tested on M. luteomaculatus species complex. Specimens have also been tested for Wolbachia since it may affect the evolution of mitochondrial genes. The obtained results indicated a high variability of the COI gene sequences that proved useful for determining the cryptic species boundaries in the analyzed complexes. Sequences of the 28S rRNA gene in most cases were not of much significance for the species delimitation, but they could have the potential to separate species complexes оr subgroups as a complement to the analysis of the COI gene sequences. Additionally, the ISSR markers showed potential for application in molecular taxonomy. All analyzed species except M. balkanicus were infected with Wolbachia, but no clear relation was established between the sequence variability of the mitochondrial COI gene and the infectious status of species. The established pattern of genetic variability is probably shaped by drastic climatic changes during Pleistocene and habitats fragmentation. In order to achieve the final conclusions on the taxonomic status of the proposed species, it is necessary to integrate the obtained results with the data of other relevant scientific disciplines.