Conservation genetics, speciation and biogeography in African dragonflies [Elektronische Ressource] / von Sandra Damm (geb. Giere)

Sandra Damm

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• Biologie

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• Publié par: gottfried_wilhelm_leibniz_universitat_hannover
• Publié le: 01 janvier 2009
• Nombre de lectures: 23
• Langue: Deutsch
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

Conservation genetics, Speciation and Biogeography
in African Dragonflies



Von der Naturwissenschaftlichen Fakultät
der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover


zur Erlangung des Grades
Doktorin der Naturwissenschaften
Dr. rer. nat.
genehmigte Dissertation


von

Dipl.-Biol. Sandra Damm (geb. Giere)
geboren am 7. April 1974 in Bremen




2009






































Referentin: PD Dr. Heike Hadrys
Institut für Tierökologie und Zellbiologie
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

Korreferentin: Prof. Dr. Elke Zimmermann
Institut für Zoologie
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover



Tag der Promotion: 27.07.2009

























„Und auf das Zusammenwirken der Kräfte, den Einfluß
der unbelebten Schöpfung auf die belebte Tier- und
Pflanzenwelt, auf diese Harmonie sollen stets meine
Augen gerichtet sein!“


Alexander von Humboldt (1799) Contents
Contents
Contents ..................................................................................................................................... 1 
Zusammenfassung .................................................................................................................... 3 
Summary ................................................................................................................................... 6 
1.  General Introduction......................................................................................................... 9 
1.1.  Conserving the biodiversity of life............................................................................. 9 
1.2.  Evolution of diversity............................................................................................... 10 
Population level........................................................................................................ 11 
Species level ............................................................................................................. 11 
Phylogenetic level .................................................................................................... 12 
1.3.  Conservation, Speciation and Biogeography in African Dragonflies ...................... 13 
Dragonflies as a model system................................................................................. 13 
Africa, Namibia and its Odonates ............................................................................ 15 
The genus Trithemis ................................................................................................. 17 
2.  The aims of the thesis ...................................................................................................... 18 
2.1.  New markers – new approaches ............................................................................... 18 
Microsatellite systems .............................................................................................. 18 
Population genetic marker ....................................................................................... 19 
Approaches for species discovery and identification ............................................... 19 
2.2.  Population genetic structure and diversity in a desert-inhabiting dragonfly ........... 20 
2.3.  Cryptic speciation in the genus Trithemis ................................................................ 20 
Discovery of the first cryptic odonate species ......................................................... 21 
Species description ................................................................................................... 21 
Speciation processes ................................................................................................ 21 
2.4.  Phylogeographic analyses of the genus Trithemis ................................................... 22 
3.  Summary of Results and Discussion .............................................................................. 22 
3.1.  New markers – new approaches ............................................................................... 22 
3.2.  Population genetic structure and diversity in a desert-inhabiting dragonfly ........... 23 
3.3.  Cryptic speciation in Trithemis species complex ..................................................... 25 
3.4.  Phylogeographic analyses of the genus Trithemis ................................................... 26 
1 Contents
4.  Conclusions ...................................................................................................................... 28 
5.  References ........................................................................................................................ 31 
6.  Publications and manuscripts upon which this thesis is based ................................... 35 
6.1 A panel of microsatellite markers to study sperm precedence patterns in the
emperor dragonfly Anax imperator (Odonata: Anisoptera) ......................................... 36 
6.2 Isolation and characterization of microsatellite loci to study parthenogenesis in
the citrine forktail, Ischnura hastata (Odonata: Coenagrionidae) ................................ 42 
6.3 A panel of microsatellite markers to detect and monitor demographic
bottlenecks in the riverine dragonfly Orthetrum coerulescens ..................................... 49 
6.4 Polymorphic microsatellite loci to study population dynamics in a dragonfly,
the libellulid Trithemis arteriosa (Burmeister, 1839) ................................................... 56 
6.5 Odonata in the desert - Population genetic structure of a desert inhabiting
dragonfly (Trithemis arteriosa) suggests male-biased dispersal .................................. 62 
6.6 An integrative approach for species discovery - From character-based DNA-
barcoding to ecology ..................................................................................................... 91 
6.7 Trithemis morrisoni sp. nov. & T. palustris sp. nov. from the Okavango and
Upper Zambezi floodplains previously hidden under T. stictica (Odonata,
Libellulidae) ................................................................................................................ 116 
6.8 Cryptic speciation via habitat shift - A case study on the Odonate genus
Trithemis (Odonata: Libellulidae) .............................................................................. 138 
6.9 Red drifters and dark residents: Africa’s changing environment reflected in the
phylogeny and ecology of a Plio-Pleistocene dragonfly radiation (Odonata,
Libellulidae, Trithemis) .............................................................................................. 167 
7.  Acknowledgements ........................................................................................................ 193 
8.  Curriculum vitae ........................................................................................................... 195 
9.  List of Publications ........................................................................................................ 197 

2 Zusammenfassung
Zusammenfassung
Artenschutzgenetik, Artbildungsprozesse und Biogeographie afrikanischer Libellen

Die Erhaltung der Biodiversität ist eines der wichtigsten Ziele im Naturschutz. Die
Einbeziehung verschiedener Forschungsdisziplinen ermöglicht die Betrachtung ihrer
Entstehung auf unterschiedlichen Ebenen – von Populationen bis hin zu Arten und deren
biogeografischer Geschichte. Im modernen Artenschutz werden dafür zunehmend auch
molekulargenetische Methoden in die Untersuchungen mit einbezogen, da sich mit ihrer Hilfe
wichtige Informationen über den Entstehungsprozess der biologischen Vielfalt herleiten
lassen. Mit der vorliegenden Arbeit werden Studien auf den Gebieten der Populationsgenetik,
Artbildung und Phylogeographie an afrikanischen Libellen, insbesondere in der Gattung
Trithemis vorgestellt.
Hierfür wurden zunächst neue Marker-Systeme und Methoden entwickelt und getestet.
Mikrosatelliten sind auf Populationsebene eines der besten Marker-Systeme. Daher wurde im
Rahmen dieser Arbeit ein Protokoll zur Isolierung von Mikrosatelliten entwickelt und im
Anschluss an vier verschiedenen Libellenarten erfolgreich angewandt, um Fragen bezüglich
ihres Fortpflanzungsverhaltens (Anax imperator und A. parthenope), ihrer Parthenogenese
(Ischnura hastata), ihrer genetischen Diversität (Orthetrum coerulescens) und ihrer
Populationsstruktur (Trithemis arteriosa) zu untersuchen.
Für umfassende populationsgenetische