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Thorny-headed worms (Acanthocephala) of freshwater fishes of the Danube
a comparison of modern and historical distribution
Joshua Aditia Rolke
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Zoologie
Betreuer*in
Elisabeth Haring
DOI
10.25365/thesis.81968
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-25190.77370.629423-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Acanthocephala-Gattung Pomphorhynchus (Monticelli 1905) umfasst weit verbreitete Darmparasiten von Süßwasserfischen in Europa und beinhaltet potenzielle kryptische Arten innerhalb des Pomphorhynchus laevis-Komplexes. Molekulargenetische Studien auf Basis des COI-DNA-Barcodings zeigten, dass P. laevis, P. tereticollis und P. bosniacus trotz morphologischer Ähnlichkeit genetisch klar getrennte Arten darstellen. Dennoch sind die historische Verbreitung und der potenzielle Invasionsstatus von P. bosniacus, insbesondere im Donauraum, bislang unzureichend verstanden. Die vorliegende Arbeit untersuchte die zeitliche und räumliche Verbreitung von Pomphorhynchus-Arten mittels eines integrativen morphologischen und molekulargenetischen Ansatzes. Insgesamt wurden 88 Fischproben aus 21 Fisch-Taxa aus verschiedenen europäischen Flüssen und Seen untersucht, von denen 55 mit Parasiten infiziert waren. Insgesamt wurden 479 Pomphorhynchus-Exemplare isoliert, von denen 139 morphologisch und molekulargenetisch analysiert wurden. Hierfür wurde ein Fragment des Cytochrom-c-Oxidase-Untereinheit-1-Gens (COI) mit speziell für die Gattung entwickelten Primern untersucht. Das moderne Material stammte aus den Jahren 2014 bis 2025, das historische Material aus dem Zeitraum 1826 bis 2004, wodurch Vergleiche zwischen historischen und modernen Populationen aus österreichischen und anderen europäischen Flusssystemen ermöglicht wurden. Zusätzlich wurden populationsgenetische Analysen wie Haplotypennetzwerke, genetische Distanzen und phylogeographische Vergleiche durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass P. bosniacus moderne Donaupopulationen dominiert, während historisches Museumsmaterial überwiegend P. laevis und P. tereticollis enthielt. Die geringe genetische Divergenz und hohe Haplotyp-Konnektivität moderner P. bosniacus-Populationen deuten auf eine rezente Ausbreitung sowie intensiven Genfluss zwischen europäischen Flusssystemen hin. Die Verbreitung von P. bosniacus überschneidet sich mit Regionen invasiver ponto-kaspischer Grundeln und Amphipoden, was die Hypothese einer Wirt-vermittelten Ausbreitung unterstützt. Das historische Datenset lieferte dagegen nur begrenzte Hinweise darauf, dass P. bosniacus historisch bereits als kryptische Art im Donaubecken vorkam. Diese Arbeit verdeutlicht die Bedeutung integrativer taxonomischer Ansätze und historischer Museumssammlungen für die Rekonstruktion der Biogeographie und Invasionsgeschichte von Parasiten. Die Ergebnisse liefern neue molekulargenetische Daten zu Pomphorhynchus-Arten in Österreich und tragen zum besseren Verständnis der ökologischen und evolutionären Dynamiken der Parasitenausbreitung in europäischen Süßwassersystemen bei.
Abstract
(Englisch)
The acanthocephalan genus Pomphorhynchus (Monticelli 1905) comprises widespread intestinal parasites of freshwater fishes in Europe and includes potential cryptic species within the European Pomphorhynchus species. In recent years, molecular studies based on COI DNA barcoding have demonstrated that P. laevis, P. tereticollis, and P. bosniacus represent genetically distinct species despite their morphological similarity. However, the historical distribution and potential invasion status of P. bosniacus remain poorly understood, particularly within the Danube basin. The present study investigated the temporal and spatial distribution of Pomphorhynchus species using an integrative morphological and DNA analysis approach. A total of 88 fish specimens belonging to 21 fish taxa from various rivers and lakes in Europe were examined. Out of these, 55 specimens were infested with helminth parasites. Overall, 479 Pomphorhynchus were obtained, of which 139 were investigated morphologically and through DNA analysis methods. A fragment of the cytochrome c oxidase subunit 1 gene (COI) was investigated with specific primers designed for the Pomphorhynchus genus. Modern material dated from 2014 to 2025, whereas historical material dated from 1826 to 2004, allowing comparison between historical and modern Pomphorhynchus populations across Austrian and other European river systems, with an emphasis on the Danube and its tributaries. In addition to species identification, population genetic analyses including haplotype networks, genetic distances, and phylogeographic comparisons between major European river basins were conducted. The results revealed that P. bosniacus dominates modern Danube populations, whereas historical museum material contained predominantly P. laevis and P. tereticollis. The low genetic divergence and high haplotype connectivity observed among modern P. bosniacus populations suggest recent expansion and extensive gene flow across European river systems. The distribution of P. bosniacus overlaps with regions colonized by invasive Ponto-Caspian gobiids and amphipods, supporting the hypothesis that host-mediated dispersal has contributed to its spread. In contrast, the historical dataset provided limited support for the idea that P. bosniacus historically represented a cryptic species within the Danube basin. This study demonstrates the importance of integrative taxonomical approaches and historical museum collections for reconstructing parasite biogeography and invasion history. This conclusion can also be applied to other parasitic worms and invasive species in general. The findings contribute new molecular data on Pomphorhynchus species in Austria and provide further insight into the ecological and evolutionary dynamics of parasite dispersal within interconnected European freshwater systems.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Pomphorhynchus Acanthocephala DNA-Barcoding Museumssammlungen Invasive Arten Donau Kratzwürmer Parasiten
Schlagwörter
(Englisch)
Pomphorhynchus Acanthocephala Thorny-headed worms DNA barcoding Parasites Danube River Invasive species Museum collections
Autor*innen
Joshua Aditia Rolke
Haupttitel (Englisch)
Thorny-headed worms (Acanthocephala) of freshwater fishes of the Danube
Hauptuntertitel (Englisch)
a comparison of modern and historical distribution
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
108 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Elisabeth Haring
Klassifikation
42 Biologie > 42.65 Tiergeographie. Tierökologie
AC Nummer
AC18030544
Utheses ID
82194
Studienkennzahl
UA | 066 | 831 | |