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Identification of cryptic species belonging to the Bombus lucorum-complex
DNA barcoding and morphological approaches
Sarah Bardakji
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Harald Krenn
DOI
10.25365/thesis.30231
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29309.49321.623566-6
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Hummeln zählen zu den wichtigsten Bestäubern im heimischen Hochgebirge. Neben vielen Arten, die im Freiland sicher angesprochen werden können, gibt es schwer bestimmbare Arten bzw. kryptische Arten wie jene des Bombus lucorum - Komplexes.
Jüngste Untersuchungen mittels DNA-Barcoding haben gezeigt, dass die Differenzierung der zum Teil sehr häufig vorkommenden Arten des Bombus lucorum - Komplexes (B. lucorum, B. cryptarum und B. magnus) mit den bisher angewendeten morphologischen Merkmalen nicht möglich ist. Jedoch ergaben Analysen der mitochondrialen DNA einwandfrei drei Taxa (Carolan et al. 2012, Williams et al. 2012). Durch den Nachweis der Unzuverlässigkeit der Artbestimmung von Arbeiterinnen anhand phänotypischer Merkmale, sind auch die Ergebnisse aller bisherigen ökologischen Untersuchungen an dieser Artengruppe obsolet geworden.
In den Alpen kommen zumindest zwei der kryptischen Arten des Bombus lucorum - Komplexes (B. lucorum, B. cryptarum) vor, vielleicht ist auch die dritte Art B. magnus in Österreich vertreten. Die Vertreter der Bombus lucorum - Gruppe zählen zu den häufigsten Hummelarten mit großer Bedeutung für die Bestäubung heimischer Pflanzen und leben vermutlich sympatrisch in alpinen Lebensräumen (Neumayer & Paulus 1999).
Für diese Studie wurden Bombus lucorum - Komplex Hummeln in sieben verschiedenen Gebieten der Österreichischen Alpen in verschiedenen Höhenstufen eingesammelt.
Das Ziel dieser Arbeit war einerseits die Identifizierung der Individuen des Bombus lucorum - Komplexes auf molekularer Ebene mittels DNA-Barcoding. Basierend auf den molekularen Ergebnissen, Fragestellungen bezüglich der ökologischen Differenzierung, sowie der Verbreitung, Höhen- und Blütenpräferenzen der Hummeln konnten beantwortet werden.
Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigten dass nur zwei Arten vom Bombus lucorum - Komplex genetisch identifiziert wurden nämlich Bombus lucorum und Bombus cryptarum, die sympatrisch miteinander vorkommen. Die beiden Arten B. lucorum und B. cryptarum sind gut getrennt. Die Höhenpräferenzen zeigten dass B. lucorum in allen Höhenstufen vorkommt während B. cryptarum Höhenstufen über 2000 Meter bevorzugt. Weiterhin zeigten die Ergebnisse, dass B. lucorum häufiger verbreitet ist als B. cryptarum, welche in den westlichen Alpen Gebieten vermehrt vorkommen. Einen Großteil der Individuen wurde in Krummholz Gebieten sowie in Weiden Gebieten gefunden. Die Hummeln besuchten eine weite Auswahl an Blüten, die meisten Individuen besuchten Calluna vulgaris und Trifollium spezies.
Im zweiten Teil der Arbeit wurden morphologische Merkmale der Artbestimmung mit den Ergebnissen der molekularen Bestimmungen verglichen. Die vergleichende morphologische Untersuchung zeigte, dass die meisten Merkmale keine zuverlässigen Bestimmungen der Individuen erlaubten. Nur die Form der Lamelle des Labrums stimmte zu 100 % mit den DNA-Barcoding Bestimmungen überein.
Abstract
(Englisch)
DNA barcoding has proven to be a suitable biological tool to obtain reliable results for identifying species. In this study, a group of cryptic bumblebees, namely the Bombus lucorum - complex, collected across the Austrian Alps, was analysed. This cryptic bumblebee group contains three species: Bombus lucorum, Bombus cryptarum and Bombus magnus, which are known to be common and widespread. A universal mitochondrial gene sub-region, the cytochrome oxidase I (COI) was used for the molecular analysis. The DNA barcoding method allowed for the identification of the collected individuals. The results showed that only two of the three species could be found in the sampling areas, namely Bombus lucorum and Bombus cryptarum. The obtained molecular data contributed to our understanding of the ecological distributions, as well as altitude preferences, of these species. According to the results, Bombus lucorum appeared to be more abundant and occurred in diverse altitude ranges, whereas Bombus cryptarum appeared to prefer high altitude levels and was distributed only in the western Alpine areas. Furthermore, a reinvestigation of certain diagnostic morphological characters and, finally, a comparison of molecular and morphological determinations were performed. These results revealed that most of the examined characters overlap between the species; likewise, differences in measurements taken from various body parts were not significant.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Bombus lucorum-complex cryptic species DNA barcoding
Schlagwörter
(Deutsch)
Bombus lucorum-Komplex kryptische Hummelarten DNA barcoding
Autor*innen
Sarah Bardakji
Haupttitel (Englisch)
Identification of cryptic species belonging to the Bombus lucorum-complex
Hauptuntertitel (Englisch)
DNA barcoding and morphological approaches
Paralleltitel (Deutsch)
Identifizierung der kryptischen Spezies des Bombus lucorum Komplexes durch DNA barcoding und Morphologie
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
50 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Harald Krenn
Klassifikation
42 Biologie > 42.60 Zoologie: Allgemeines
AC Nummer
AC11604353
Utheses ID
26954
Studienkennzahl
UA | 066 | 831 | |