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Did myriapods evolve from a single common ancestor?
optimizing the phylogenetic signal of 28S rRNA sequences for myriapods
Daniela Bartel
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Günther Pass
DOI
10.25365/thesis.5656
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29186.87120.923563-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die vorliegende Arbeit soll die Verwendbarkeit der ribosomalen RNA 28S zur Rekonstruktion
der Myriapodenphylogenie hinsichtlich der Stellung innerhalb der Euarthropoda sowie der Verwandtschaftsbeziehungen
zwischen den vier Myriapodengruppen bewerten.
Diese Studie basiert auf 26 Myriapodensequenzen von denen sechs neu amplifiziert und sequenziert
wurden. Zusätzlich wurden insgesamt 16 Sequenzen von Vertretern der Hexapoda, Crustacea
und Chelicerata, sowie Milnesium tardigradum (Tardigrada) verwendet. Neben der manuellen
Alinierungsstrategie wurden zusätzlich eine vollständig automatisierte Alinierungs- und Merkmalsauswahlmethode
(RNAsalsa und ALISCORE) auf ihre Eignung für die Euarthropodenphylogenie
mittels 28S rRNA getestet. Als Methoden zur Baumrekonstruktion wurden Maximum Parsimony,
Maximum Likelihood und Bayesian inference verwendet. Darüber hinaus wurde eine Bayesian
Analyse durchgeführt, welche die Abhängigkeit von Basensubstitutionen in gepaarten Bereichen
innerhalb der rRNA (stem regions) berücksichtigt (DNA/RNA mixed models).
Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen eine Reihe von allgemein akzeptierten monophyletischen
Gruppen, wie z. B. Symphyla, Pauropoda, Chilopoda, Penicillata und Helminthomorpha,
sowie Euchelicerata, Pancrustacea und Hexapoda. Die Monophylie der Myriapoda hängt stark von
der angewandten Alininierungsmethode ab. In den meisten Datensätzen sind die Diplopoda nicht
monophyletisch, sondern werden in zwei getrennte Taxa aufgespalten (Penicillata und Helminthomorpha).
Die Positionen der einzelnen Myriapodengruppen innerhalb der Euarthropoda sind in
allen verwendeten Datensätzen und angewandten Baumrekonstruktionsmethoden instabil. Auch
nach der Korrektur bekannter Probleme von verschiedensten Baumrekonstruktionsmethoden (zu
geringes Taxon sampling, Heterogenität der Basenzusammensetzung, Verletzung der angenommenen
Positionsunabhängigkeit innerhalb des Datensatzes) konnte das phylogenetische Signal der
28S rRNA zur Rekonstruktion der Verwandtschaftsverhältnisse der Myriapodengruppen nicht optimiert
werden. Eine weiterführende Untersuchung der Sekundärstruktur der 28S rRNA von Myriapoden
könnte Aufschluss darüber geben, ob diese von der allgemein verwendeten Euarthropoda
Sekundärstruktur abweicht, und dadurch das geringe Auflösungsvermögen verursacht.
Abstract
(Englisch)
The present study assesses the ability of the ribosomal gene encoding for the 28S rRNA to resolve
the position of myriapods inside the Euarthropoda as well as the earliest split events inside this
problematic group from phylogenetic point of view.
This study is based on 26 myriapod sequences from 22 taxa (6 newly sequenced) covering all
major subgroups of myriapods. Additionally, 16 representatives of Hexapoda, Crustacea, Chelicerata,
and as outgroup Milnesium tardigradum (Tardigrada), were used to gain more insight. Besides
the manual alignment strategy the present study investigates the reliability of a fully automated
alignment strategy (RNAsalsa) and alignment masking (ALISCORE). Tree reconstruction methods
encompass Maximum Parsimony, Maximum Likelihood, and Bayesian inference, as well as a tree
reconstruction method, which accounts for the dependence of base substitution in stem regions
of ribosomal genes (DNA/RNA mixed models) was conducted and implemented in a Bayesian
framework.
The results reveal high statistical support for a number of commonly accepted monophyletic
taxa, including Symphyla, Pauropoda, Chilopoda, Penicillata and Helminthomorpha, as well as
Euchelicerata, Pancrustacea and Hexapoda. The monophyly of Myriapoda is highly dependent on
the alignment strategy used to construct the data matrix. The monophyletic status of Diplopoda
is not supported under most data sets, but clearly divided into two subgroups (Helminthomorpha
and Penicillata). The position of myriapod subgroups inside the euarthropod tree remain instable
through all performed data sets and tree reconstruction methods. Even with the correction for
known problems in tree reconstruction, e.g. low taxon sampling, heterogeneity in base composition,
or violation of the assumed character independence, an optimization of the phylogenetic signal of
28S rRNA for the reconstruction of the phylogenetic position of all myriapod subgroups seems
hardly possible. An investigation of the secondary structure in myriapods could test whether the
lack of unambiguous resolution can be explained by a deviation from the "standard euarthropod
structure ".
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Phylogeny Myriapoda 28SrRNA secondary structure
Schlagwörter
(Deutsch)
Phylogenie Myriapoden 28SrRNA Sekundärstruktur
Autor*innen
Daniela Bartel
Haupttitel (Englisch)
Did myriapods evolve from a single common ancestor?
Hauptuntertitel (Englisch)
optimizing the phylogenetic signal of 28S rRNA sequences for myriapods
Paralleltitel (Deutsch)
Stammen die Myriapoden von einem gemeinsamen Vorfahren ab?
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
V, 56, 2 S., graf. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Günther Pass
Klassifikation
42 Biologie > 42.60 Zoologie: Allgemeines
AC Nummer
AC08084120
Utheses ID
5068
Studienkennzahl
UA | 439 | | |