A faunistic assessment of species diversity in the class Ascidiacea in Norwegian waters using morphological and molecular analyses, including three case studies of the genera Ascidiella Roule, 1884, Botryllus Gaertner, 1774, and Botrylloides Milne Edwards, 1841
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3076354Utgivelsesdato
2023Metadata
Vis full innførselSamlinger
- Institutt for biologi [2616]
Beskrivelse
Full text not available
Sammendrag
I moderne systematikk brukes en integrativ tilnærming for artsavgrensning, hvor morfologiske og molekylære metoder ofte kombineres. Ett av målene med DNA-strekkoding er å bygge en plattform for identifisering av dyrearter, basert på nettopp en slik tilnærming, hvor unike strekkoder for alle dyrearter er tilgjengelige i et DNA-referanse-bibliotek. I denne oppgaven ble det gjort en gjennomgang av Ascidiacea, en klasse i underrekken Tunicata, langs norskekysten. Dette involverte en faunistisk studie hvor arter først ble identifisert basert på morfologi, og det deretter ble det utført DNA-ekstraksjon av det mitokondrielle genet cytochrome c-oxidase subunit 1 (COI). Dette ga et bidrag til referansebiblioteket med strekkoder fra 27 arter funnet i Norge. Det ble også demonstrert at det er nødvendig med grundig gjennomførte artsbestemmelser fra morfologi for at et slikt referansebibliotek skal være funksjonelt. I den faunistiske studien ble det oppdaget grupper hvor diversiteten trolig er større enn hva man har visst ut fra morfologisk identifisering. Den ene gruppen er slekten Ascidiella Roule, 1884, hvor to gyldige arter opptrer i norske hav, A. aspersa (Müller, 1776) og A. scabra (Müller, 1776). Disse artene ble tildelt fem såkalte Barcode Index Numbers (BINs), og fem tilsvarende grupper fra en ASAP-analyse. Det ble funnet genetiske avstander opp til 19 % basert på p-distanser, som gir grunnlag for å tro at disse tilhører ulike arter. Det er kjent at karakterene som brukes i identifiseringslitteraturen fungerer dårlig for individer samlet langs norskekysten, som gjør dette utfordrende. I tillegg ble det oppdaget morfologiske avvik i en av de molekylære gruppene. Den andre gruppen hvor diversiteten ble utforsket, er slekten Botryllus Gaertner, 1774, hvor én gyldig art, B. schlosseri (Pallas, 1766), hittil har vært registrert langs norskekysten. Dette er en art med utbredelse over hele verden, hvor det de siste årene har vært flere studier angående fem molekylære klader (A-E). Sekvenser fra tre av kladene ble i denne studien registrert i Norge; klade A med underklader A2 og A3, den andre sekvensen som er funnet fra klade B i verden, og klade E, som nylig ble beskrevet som en gyldig art, B. gaiae Brunetti, 2020. P-distanser viste at det er mer enn 10 % genetisk avstand mellom de tre kladene, som indikerer at de er ulike arter, men få til ingen morfologiske skilletegn ble registrert. Det foreslås at det i fremtidige studier blir brukt flere molekylære markører for å teste om hypotesen holder. Det ble også gjort analyser i en tredje slekt, Botrylloides Milne Edwards, 1841, hvor det ble undersøkt om stedegne og fremmede arter forveksles. Artsdentifisering i denne slekten er vanskelig, og det var mistenkt at populasjonen av den fremmede arten B. violaceus Oka, 1927, var større enn antatt på grunn av feilidentifisering. Dette ble ikke bevist, og det ble funnet høy støtte for artsidentiteten til de stedegne artene B. leachii (Savigny, 1816) og B. aureus Sars, 1851. In modern day systematics, an integrative approach for species delimitation is commonly used, and often combines morphological and molecular analyses. The DNA barcoding-movement aims to build a bio-identification platform based on such an approach, containing unique barcodes for all animal species, and make them available in a barcode reference library. In this study, a reassessment of Ascidiacea, a class in the sub-phylum Tunicata, was done for specimens collected in Norwegian waters. This included a faunistic assessment where species first were identified morphologically, followed by DNA extraction of the mitochondrial gene cytochrome c-oxidase subunit 1 (COI). This gave a contribution of barcodes from 27 species to the barcode reference library. It was demonstrated that for a DNA barcode library to be reliable, correct morphological identifications are necessary. The faunistic assessment revealed taxa where the diversity possibly is larger than what has been assumed from morphological identification. The taxa in question are the genera Ascidiella Roule, 1884 and Botryllus Gaertner, 1774. In the first genus, the two valid species occurring in Norway, A. aspersa (Müller, 1776) and A. scabra (Müller, 1776) were clustered into five Barcode Index Numbers (BINs) and five equivalent groups from ASAP-scores. P-distances up to 19 % were found between the putative species, which supports different species. Specimens from this genus from Norwegian waters are known to be difficult to identify from morphology, as characters used in identification literature do not apply in this area. Morphological deviations were found in one of the molecular groups. Botryllus schlosseri (Pallas, 1766) is a globally widespread species with five genetic clades (A-E), three of which were registered from DNA barcoding in the present study. Sequences revealed clade A (subclades A2 and A3), the second clade B sequence in the world and clade E, which recently was described as a valid species, B. gaiae Brunetti, 2020. From p-distances it was found more than 10 % distance between all clades, which indicate different species. There is, however, suggested to test several molecular markers which would give stronger support for species hypotheses. Although no morphological differences were found, it was demonstrated that discriminant characters of B. schlosseri and B. gaiae are in fact not discriminant. A case study of the genus Botrylloides Milne Edwards, 1841, investigated whether native and alien species are confused, as identification from morphological characters is known to be unreliable, and it was suspected that the distribution of the alien species B. violaceus Oka, 1927 was larger than known. Misidentifications were not observed, and current species identities of the native species B. leachii (Savigny, 1816) and B. aureus Sars, 1851, were well supported.