Phylogenetic relationships and evolutionary ecology of Nicaraguan midas-cichlids (Amphilophus SPP.) [Elektronische Ressource] / Matthias Geiger. Betreuer: Gerhard Haszprunar

Matthias Geiger

Sujets

• Biologie

Informations

• Publié par: ludwig-maximilians-universitat_munchen
• Publié le: 01 janvier 2011
• Nombre de lectures: 43
• Poids de l'ouvrage: 7 Mo

Extrait

PHYLOGENETIC RELATIONSHIPS AND EVOLUTIONARY ECOLOGY OF
NICARAGUAN MIDAS-CICHLIDS (AMPHILOPHUS SPP.)



















DISSERTATION ZUR ERLANGUNG DES DOKTORGRADES DER FAKULTÄT FÜR BIOLOGIE
DER LUDWIG- MAXIMILIANS- UNIVERSITÄT MÜNCHEN






VORGELEGT VON
MATTHIAS GEIGER AM 08. JUNI 2011

ERSTGUTACHTER: PROF. DR. GERHARD HASZPRUNAR
ZWEITGUTACHTER: PROF. DR. GÜNTHER HEUBL

TAG DER MÜNDLICHEN PRÜFUNG: 19. DEZEMBER 2011



















WORK PRESENTED IN THIS DISSERTATION WAS PERFORMED IN THE LABORATORY OF
PROF. DR. G. HASZPRUNAR, DIRECTOR OF BAVARIAN STATE COLLECTION OF ZOOLOGY, MUNICH, GERMANY.
WORK WAS PERFORMED UNDER THE SUPERVISION OF PROF. DR. G. HASZPRUNAR AND DR. U. SCHLIEWEN  
 
 
 
 
 
 
 
THE THEORY OF EVOLUTION BY CUMULATIVE NATURAL SELECTION IS THE ONLY THEORY WE KNOW OF THAT IS IN 
PRINCIPLE CAPABLE OF EXPLAINING THE EXISTENCE OF ORGANIZED COMPLEXITY. 
RICHARD DAWKINS 
BRITISH ETHOLOGIST, GENETICIST, & POPULARIZER OF GENETICS (1941 ‐ ) 
 


EHRENWÖRTLICHE VERSICHERUNG


ICH VERSICHERE HIERMIT EHRENWÖRTLICH, DASS DIE VORGELEGTE DISSERTATION VON MIR
SELBSTÄNDIG UND OHNE UNERLAUBTE BEIHILFE ANGEFERTIGT IST.









ERKLÄRUNG


HIERMIT ERKLÄRE ICH, DASS ICH MICH ANDERWEITIG EINER DOKTORPRÜFUNG OHNE ERFOLG NICHT
UNTERZOGEN HABE UND DASS DIE DISSERTATION NICHT GANZ ODER IN WESENTLICHEN TEILEN EINER
ANDEREN PRÜFUNGSKOMMISSION VORGELEGT WORDEN IST.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Publications from the work presented in this dissertation 
 
Geiger MF, McCrary JK, Schliewen UK (2010)  
Not a simple case ‐ A first comprehensive phylogenetic hypothesis for the Midas cichlid complex in 
Nicaragua (Teleostei: Cichlidae: Amphilophus).  
Molecular Phylogenetics and Evolution, 56, 1011–1124. 
 
Geiger MF, McCrary JK, Stauffer, JR (2010)  
Description of two new species of the Midas cichlid complex (Teleostei: Cichlidae) from Lake Apoyo, 
Nicaragua.  
Proceedings of the Biological Society of Washington, 123, 159–173.  
 
Geiger MF, Mayr C, McCrary JK, Schliewen UK  
Molecular Ecology of the Lake Apoyo Midas Cichlid Species Flock. 
(submitted to Molecular Ecology)  
 Table of Contents 
 
GENERAL INTRODUCTION 
 
I ‐ Study System    2 
II ‐ Speciation Theory   4 
 
SUMMARY ‐ AIMS OF THIS THESIS   8 
 
MATERIAL & METHODS 
 
Materials Examined   9 
Taxon Sampling      10 
Morphometry     10 
DNA Extraction, PCR, mtDNA & AFLP Genotyping   10 
Phylogeny Reconstruction & Tests   11 
Outlier Locus Detection   12 
Inference of Genetic Structure   12 
Stable Isotope Analysis   13 
Correlating Genetic, Morphometric & Ecologic Differentiation   13 
 
RESULTS & DISCUSSION 
 
I ‐ Molecular phylogeny of Nicaraguan Midas Cichlids   15 
II ‐ Taxonomic evaluation of Lake Apoyo Amphilophus  18 
III ‐ Molecular Ecology of the Lake Apoyo species flock  20 
 
SUMMARY (GERMAN)   23 
 
ACKNOWLEDGEMENTS   24 
 
REFERENCES   25 
 
CURRICULUM VITAE   31 
 
 
APPENDIX  
Article I   II  
Article III  
 
SUPPLEMENTARY MATERIAL 
CD including online supporting information of Articles I & III 
+ full specimen list 
+ pdf ‐ files of publications General Introduction Part I – Study System 
GENERAL INTRODUCTION PART I – STUDY SYSTEM  
 
Cichlid fish species flocks (Teleostei: Perciformes: Cichlidae) of the African lakes have served 
for decades as prime model systems for evolutionary biology in general and speciation research in 
particular (Kocher 2004; Seehausen 2006). Alone the East African cichlid radiations in Lake Victoria, 
Malawi and Tanganyika harbour estimated 2000 species (Seehausen 2006), which all belong to a 
single major lineage of predominantly Eastern and Southern African cichlids. The sheer size of these 
mega‐diverse cichlid species flocks as well as the physical size of the three lakes not only holds 
promises but also constraints as a model system, because it is difficult to sample these systems in 
toto. Flocks with fewer species that are endemic to small lakes, e.g. crater lakes, thus represent an 
interesting alternative model system to study adaptive radiations, if the analysis of complete species 
richness  is  also  within  the  focus.  Quite  well  known  are  the  monophyletic  cichlid  flocks  of 
Cameroonian crater lakes with five to eleven species per lake (Schliewen et al. 2001; Schliewen & 
Klee 2004; Stiassny et al. 1992; Trewavas 1972). More recently, crater lake species flocks of the 
Nicaraguan  Midas  cichlid  complex  (genus  Amphilophus)  attracted  the  attention  of  evolutionary 
biologists (Barlow 1976; Barluenga & Meyer 2004; Barluenga et al. 2006a; Elmer et al. 2009 & 2010a; 
McKaye  et  al.  2002;  Stauffer  &  McKaye  2002;  Stauffer  et  al.  2008;  Wilson  et  al.  2000).  Both, 
Nicaraguan Amphilophus cichlids as well as Cameroonian crater lake cichlids belong to phylogenetic 
lineages only distantly related to the great East African cichlid radiations and therefore may serve as 
comparative  systems  for  the  analysis  of  parallel  patterns  of  speciation.  In  contrast  to  the 
Cameroonian crater lake assemblages, there are no detailed estimates for cichlid species numbers in 
the Nicaraguan crater lakes, and consequently, there has been no established phylogenetic species‐
level framework for the Midas cichlid species complex prior to this work. 
Nicaraguan Midas cichlids (Amphilophus spp.) are named after the famous King Midas of the 
Greek mythology who was