Radiation and diversity of Modisimus spiders on Hispaniola: amber fossils and recent taxa, morphology and molecules
Final Report Abstract
Die Gattung Modisimus auf Hispaniola ist insofern interessant als sie erstens sowohl durch mehrere fossile (Bernstein) als auch rezente Arten vertreten ist, und zweitens eine viel höhere Diversität aufweist als zuvor bekannt. Ziel des vorliegenden Projektes war es vornehmlich, die Diversität wissenschaftlich zugänglich zu machen, wobei durch moderne Methoden die Grundlage für weiterführende Analysen gelegt werden sollte: 1. Generierung erster DNA-Sequenzen der Gattung Modisimus sowohl für den Test morphologischer Artgrenzen mittels molekularer Daten als auch für die phylogenetische Analyse (in Kooperation mit Dr. Bemhard Misof und Dipl. Biol. Jonas Astrin, ZFMK). 2. Mikro-Röntgen-Tomographie zur detaillierten Darstellung der Morphologie von Bernstein-Inklusen, bei denen wichtige Merkmale oft verdeckt oder nur beschränkt sichtbar sind (in Kooperation mit Dr. Luc van Hoorebeke, UGGT, Ghent). Die durchgeführten Arbeiten entsprachen weitgehend dem im Antrag dargelegten Vorgehen: In Haiti konnten entlegene Berggebiete erreicht und besammelt werden. Gemeinsam mit dem 2005 in der Dominikanischen Republik gesammelten Material (mit Unterstützung der DFG) ermöglichte dies die Analyse einer biologisch natürlichen Einheit (der Insel Hispaniola). Von der Mehrzahl der Arten konnte DNA extrahiert, amplifiziert, und sequenziert werden (C01 und 16s rRNA). Einen erheblichen zeitlichen Aufwand investierte vor allem die in diesem Projekt angestellte Diplomandin (Nadine Fischer) in die Mikro-Röntgen-Tomographie sowie in die 3-D Rekonstruktion der so gewonnenen Daten. Mehrere Proben wurden mit einem Nanofokus Transmissions-Röntgengerät untersucht, doch die Ergebnisse entsprachen nicht den Erwartungen. Offensichtlich sind manche der eigentlichen Inklusen großteils oder vollständig durch Präzipitationen ersetzt, wodurch sich ein erheblich verminderter Kontrast ergibt. Die resultierenden Rekonstmktionen konnten venwendet werden um die lichtmikroskopische Analyse der Bernstein-Tiere zu ergänzen, waren aber als Abbildungen nicht publikationsfähig. Insgesamt wurden etwa 800 adulte Individuen untersucht, damnter 29 neue Arten, von denen im beiliegenden Manuskript 22 wissenschaftlich beschrieben werden. Von 21 Arten konnte DNA extrahiert wenden und taxonomisch als auch phylogenetisch in die Analyse miteinbezogen werden. Wie schon im Titel des beiliegen Manuskriptes angedeutet, bildet die Umweltsituation in Haiti einen Angelpunkt der Arbeit. Zahlreiche Arbeiten an Wirbeltieren (v.a. Vögel und Reptilien) haben gezeigt, daß die wenigen noch übrigen Wälder Haitis einen ungewöhnlich hohen Grad an Endemismus aufweisen. Zu Wirbellosen gibt es dazu kaum Daten. Die vorliegende Arbeit zeigt, daß nicht nur zahlreiche Arten in Haiti geographisch stark beschränkt sind (im Gegensatz zur Dominikanischen Republik), sondern daß eine gesamte Artengruppe auf die paleogeographische „Süd-Insel" beschränkt ist welche sich weitgehend auf Haitianischem Staatsgebiet befindet. Gemeinsam mit den erwähnten Arbeiten über Wirbeltiere bekräftigt dieses Ergebnis die Fördemng eines wirksamen Schutzes der wenigen Haitianischen Restwälder. In Bezug auf molekulare Artgrenzen bekräftigt die vorliegende Arbeit das Potential dieser Methode, allerdings nur unter besonderen Voraussetzungen. Eine molekulare Art-Identifikation setzt eine umfassende Datenbank voraus, und diese Datenbank kann nur unter Einbeziehung taxonomisch-morphologischer Expertise erstellt werden (etwa zur Kalibrierung der Distanzwerte). Im vorliegenden Fall ergab sich eine beinahe perfekte Kongruenz von Artgrenzen die auf morphologischen Befunden basieren, und solchen die auf einfachen genetischen Distanzen beruhen.
Publications
- High level of endemism in Haiti's last remaining forests: revision of Modisimus (Araneae: Pholcidae) on Hispaniola, using morphology and molecules. Zoological Journal of the Linnean Society
Huber, B. A., Fischer, N., Astrin, J. J.
