H Κύπρος αποτελεί ένα εξαιρετικά ενδιαφέρον μεσογειακό νησί ως προς την οικολογία, τη γεωλογία και τη γεωγραφία της. Μαζί με τη Νότια Ανατολία, αναγνωρίζεται ως ένα θερμό σημείο βιοποικιλότητας στη Μεσογειακή Λεκάνη. Ακόμη, παρουσιάζει πολύπλοκη γεωλογική εξέλιξη, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού παλαιο-νησιών, καθώς και πολυάριθμα μοναδικά γεωγραφικά χαρακτηριστικά, όπως το μεγάλο μέγεθος και η υψηλή γεωγραφική απομόνωση. Ωστόσο, τα πρότυπα της βιοποικιλότητας στο νησί δεν είναι επαρκώς μελετημένα, ενώ η επιρροή των παρελθοντικών γεωλογικών γεγονότων και της γεωγραφίας στη βιοποικιλότητα της Κύπρου παραμένει αδιευκρίνιστη.
Με δεδομένη την αποσπασματική γνώση σχετικά με τους ιστορικούς και οικολογικούς παράγοντες που καθορίζουν τα πρότυπα της βιοποικιλότητας της Κύπρου, η παρούσα έρευνα προσπαθεί να προσφέρει μερικά στοιχεία προς αυτή την κατεύθυνση μέσα από τη μελέτη της κατανομής των γενεαλογικών γραμμών του Armadillo officinalis στην Κύπρο. Το Armadillo officinalis (Isopoda: Oniscidea: Armadillidae), καθώς και άλλα χερσαία ισόποδα, προσφέρεται ως οργανισμός-μοντέλο για τέτοιου είδους προσεγγίσεις σε νησιωτικά συστήματα, καθώς εμφανίζει εκτεταμμένη κατανομή, βρίσκεται σε μεγάλη ποικιλία βιοτόπων, παρουσιάζει μεγάλα μεγέθη πληθυσμών και ταυτόχρονα χαρακτηρίζεται από χαμηλή ικανότητα διασποράς.
Στην παρούσα έρευνα χρησιμοποιήθηκαν μιτοχονδριακές νουκλεοτιδικές αλληλουχίες προκειμένου: α) να εκτιμηθεί το επίπεδο της γενετικής ποικιλότητας των πληθυσμών του Armadillo officinalisστο νησί, β) να διερευνηθούν οι φυλογενετικές σχέσεις των πληθυσμών του είδους και γ) να αποσαφηνιστεί κατά πόσο οι πληθυσμοί του νησιού ανήκουν σε μία η περισσότερες γενεαλογικές γραμμές και πιθανά διαφορετικά είδη. Επιπρόσθετα, με χρήση γεωχωρικών δεδομένων έγινε προσπάθεια να διαπιστωθεί ποια είναι η επίδραση της γεωλογικής εξέλιξης του νησιού και των περιβαλλοντικών συνθηκών στην κατανομή των γενεαλογικών γραμμών του είδους. Ειδικότερα, εφαρμόστηκαν φυλογενετικές αναλύσεις, αναλύσεις φυλογεωγραφικής διάχυσης, μέθοδοι οριοθέτησης ειδών, αναλύσεις χρονολόγησης και μοντέλα κατανομής ειδών, χρησιμοποιώντας τους μιτοχονδριακούς μοριακούς δείκτες 16S, COI και cytb, περιβαλλοντικά δεδομένα και γεωχωρικά δεδομένα θέσης.
Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν αδιαμφισβήτητα το υψηλό επίπεδο της γενετικής ποικιλότητας του Armadillo officinalis στο νησί, καθώς και την παρουσία δύο συμπάτριων γενεαλογικών γραμμών του είδους στην Κύπρο: τη γενεαλογική γραμμή Α, η οποία περιλαμβάνει πληθυσμούς από όλη την έκταση της Κύπρου και τη γενεαλογική γραμμή Β, η οποία περιλαμβάνει πέντε πληθυσμούς από το βορειοανατολικό τμήμα της Κύπρου. Η γενεαλογική γραμμή Β συνδέεται πολύ στενά με πληθυσμούς προερχόμενους από άλλες μεσογειακές περιοχές που συμπεριλήφθηκαν στην μελέτη. Δια μέσου της χρονολόγησης, προκύπτει ότι οι δύο γενεαλογικές γραμμές διαφοροποιήθηκαν μεταξύ τους κατά το Ύστερο Μειόκαινο και διαφοροποιήθηκαν περαιτέρω κυρίως κατά το Πλειστόκαινο. Η κατανομή των δυο γενεαλογικών γραμμών στο νησί φαίνεται να επηρεάζεται από τη θερμοκρασία. Η γενεαλογική γραμμή Α αποτελεί πιθανότατα διακριτή μορφή, γεγονός που πιθανόν να οφείλεται στη μακροχρόνια γεωγραφική απομόνωση του νησιού. H μικρότερη γεωγραφική κατανομή της γενεαλογικής γραμμής Β στην Κύπρο σε σχέση με τη γενεαλογική γραμμή Α, πιθανά να οφείλεται στην απομόνωση της πρώτης στο ανατολικό τμήμα της Ζώνης του Πενταδάκτυλου, η οποία, σε συνδυασμό με την περιορισμένη ικανότητα διασποράς του Armadillo officinalis, λειτούργησε ως γεωγραφικό αδιέξοδο. Επιπροσθέτως, η ανύψωση των παλαιο-νησιών που συνέθεταν την Κύπρο κατά το Ύστερο Μειόκαινο (σήμερα, ο Οφιόλιθος του Τροόδους και η Οροσειρά της Κερύνειας) φαίνεται να αποτελεί την κύρια γεωλογική διεργασία που διαμόρφωσε την κατανομή των γενεαλογικών γραμμών του Armadillo officinalis στο νησί. Τέλος, η κατανομή των δύο γενεαλογικών γραμμών στην Κύπρο είναι πιθανό να έχει επηρεαστεί από την ανθρώπινη δραστηριότητα.
Η παρούσα έρευνα αποτελεί το πρώτο βήμα για την εξερεύνηση της σχέσης μεταξύ της γεωλογικής εξέλιξης της Κύπρου και των οργανισμών του νησιού, ενώ ταυτόχρονα υπογραμμίζει τους κύριους παράγοντες που καθορίζουν τη βιοποικιλότητα της Κύπρου. Μελλοντικά, προτείνεται η μελέτη της συστηματικής των δύο γενεαλογικών γραμμών του Armadillo officinalis με τη χρήση μορφομετρικών δεδομένων και πυρηνικών μοριακών δεικτών. Ακόμη, προτείνεται η χρήση της παρούσας μεθοδολογίας σε διαφορετικές ταξινομικές ομάδες στο νησί και λαμβάνοντας υπόψη διαφορετικές πηγές δεδομένων, ώστε παρόμοια ευρήματα να αναλυθούν υπό το πρίσμα της συγκριτικής μεθόδου.Cyprus is regarded as an extremely interesting Mediterranean island in terms of ecology, geology and geography. Together with South Anatolia, it is considered as a biodiversity hotspot in the Mediterranean Basin. Moreover, it demonstrates a complex geological evolution, including the formation of paleoislands, as well as numerous exceptional geographical characteristics, such as the large island size and the high level of geographical isolation. However, the patterns of genetic diversity in the island are understudied, while the effect of past historical geological parameters and geography on the biodiversity of Cyprus remains unknown.
Considering the limited information regarding the historical and ecological parameters that rule the patterns of biodiversity in Cyprus, the present study attempts to shed light on that matter through the study of the distribution of the lineages of Armadillo officinalis in Cyprus. Armadillo officinalis (Isopoda: Oniscidea: Armadillidae), as well as other terrestrial isopods, is an ideal model-organism for such approaches in island systems, as it demonstrates a large distribution, it is located in a variety of habitats, displays large population sizes, and at the same time it is characterized by a limited dispersal ability.
In the present study, mitochondrial nucleotide sequences were used to: a) estimate the level of genetic diversity of the populations of Armadillo officinalis in the island, b) investigate the phylogenetic relationships between the populations of the species and c) clarify whether the island populations belong to one or more lineages and potentially different species. Furthermore, using geospatial data, an attempt was made to estimate the effect of the geological evolution and the environmental conditions of the island on the distribution of the lineages of the species. More specifically, phylogenetic analysis, phylogeographic diffusion analysis, species delimitation, estimation of divergence times and species distribution models were applied, using the mitochondrial molecular markers 16S, COI and cytb, environmental data and geospatial data.
The results clearly demonstrate the high level of genetic diversity of Armadillo officinalis in the island, as well as the presence of two sympatric lineages of Armadillo officinalis in Cyprus: lineage A, which includes populations from all over Cyprus, and lineage B, which includes five populations from the northeastern part of Cyprus. Lineage B is strongly associated with the populations from other Mediterranean areas that were included in the study. Through the estimation of the divergence times, it came into a conclusion that the two lineages were differentiated during the Late Miocene and further diversified during the Pleistocene. The distribution of the two lineages in the island seems to be affected by temperature. Lineage A is probably a distinct unit, which is possibly the result of the lοng-time geographical isolation of the island. The smaller geographical distribution of lineage B in Cyprus in comparison to lineage A is probably due to the isolation of the first one in the the eastern part of Pentadactylos Zone which, combined with the limited dispersal ability of Armadillo officinalis, acted as a geographical culs-de-sac. Furthermore, the uplift of paleoislands that consisted of Cyprus by the Late Miocene (nowadays, Troodos Ophiolite and Kyrenia Range) seems to be the main geological process that shaped the distribution of the lineages of Armadillo officinalis in the island. Lastly, the distribution of the two lineages in Cyprus probably has been affected by the human activity.
The present study acts as a first step for the exploration of the relationship between the geological evolution of Cyprus and Cypriot biota and highlights the main factors that affect the biodiversity of the island. In the future, the study of the systematics of the two lineages is suggested, using morphometric data and nuclear molecular markers. Moreover, it is suggested to apply the same methodology in different organisms and using various data sources, to analyze such foundings in a comparative way
