Kurzfassung der Dissertation an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Fakultät für Biowissenschaften, betreut durch Prof. Dr. Michael Wink, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie (IPMB), Abt. Biologi

Dietzen, Christian

German

Hochschulschriftenserver - Universität Frankfurt am Main

Vogelwarte 47, 2009: 55 – 56© DO-G, IfV, MPG 2009DissertationenMolekulare Phylogeographie und Besiedlungsgeschichte von  Sing  vögeln auf den Atlantischen Inseln (Makaronesien)Christian DietzenDietzen C. 2009: Molecular phylogeography and colonisation history of passerine birds of the Atlantic islands (Macaron-esia). Vogelwarte 47: 55-56.Dissertation an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Fakultät für Biowissenschaften, betreut durch Prof. Dr. Michael Wink, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie (IPMB), Abt. Biologie CD: Goethestr. 40, D-68775 Ketsch, Germany, E-Mail: mail@cdietzen.deMakaronesien ist ein moderner Sammelname für ver-schiedene  Inselgruppen  im  nördlichen  Atlantik  und umfasst die Azoren, Madeira, die Selvagen, die Kanaren und die Cap Verden, die als ozeanische Inseln vulka-nischen Ursprungs nie mit dem Festland verbunden waren. Folglich muss die Besiedlungen - wie auf den Ga-lapagos Inseln - durch Pflanzen und Tiere über Langstre-cken-Dispersion erfolgt sein. Das Alter der Atlantischen Inseln liegt zwischen 0,3 (Pico, Azoren) und 21 Mio. Jah-ren (Fuerteventura, Kanaren), die Entfernungen zum nächstgelegenen Festland zwischen 94 km (Fuerteven-tura) und 1898 km (Flores, Azoren).In dieser Arbeit wurden die Phylogeographie und phy-logenetischen Beziehungen aus  ge  wähl  ter Singvogelarten (Passeriformes) auf den Atlantischen Inseln (Azoren, Madeira, Kanaren) basierend auf mitochondriellen Se-quenzdaten (Cytochrom b) und der Morphologie unter-sucht: Rotkehlchen (Erithacus rubecula), Kanarengirlitz (Serinus canaria), Gold  hähn  chen (Regulus regulus, R. ignicapillus), Blaumeise (Parus teneriffae-Gruppe) und Grasmücken (Sylvia melanocephala, S. atricapilla, S. cons-picillata). Sehr starke genetische Differenzierungen ein-schließlich bisher unbeschriebener neuer Taxa wurden bei Rotkehlchen, Goldhähnchen und Blaumeise gefun-den. Im Gegensatz dazu waren die genetischen Differen-zierungen  bei  Kanarengirlitz  und  Grasmücken  sehr schwach. Die genetischen Daten suggerieren für die mei-sten Arten mehrere unabhängige Besiedlungen. Die re-zentesten Besiedlungen lassen sich mit der letzten Eiszeit vor 0,01 bis 2 Mio. Jahren (Pleistozän) korrelieren. Die molekularen Daten wurden überwiegend von morpho-logischen und bioakustischen Daten unterstützt. 1. Das Rotkehlchen ist auf den Azoren, Madeira und den Kanaren verbreitet. Genetisch und morphologisch be-stehen keine Unterschiede zwischen den Rotkehlchen aus Europa (E. r. rubecula) und denen der Azoren, Madeiras sowie der westlichen Kanaren (La Palma, El Hierro, La Gomera), die unter der Nominatform ver-eint  werden  sollten.  Die  Sequenzdaten  offenbarten deutliche und eindeutig definierte Haplotypen inner-halb des Teneriffa-Rotkehlchens (E. [r.] superbus) von Gran Canaria und Teneriffa. Die Rotkehlchen von Gran Canaria nehmen eine basale Position ein, wäh-rend die Vögel von Teneriffa näher mit E. r. rubecula verwandt sind. Morphologisch zeigen sich signifikante Unterschiede in der Flügelstruktur. Es wird vorgeschla-gen, die Rotkehlchen der Atlantischen Inseln als Su-perspezies zu betrachten mit E. [r.] rubecula (westliche Kanaren, Azoren, Madeira, Europa), E. [r.] superbus (Teneriffa) und einem neuen Taxon E. [r.] marionae nov. ssp. auf Gran Canaria. E. r. microrhynchos (west-liche Kanaren, Madeira, Azoren) ist Synonym zu E. r. rubecula (Dietzen et al. 2003).2. Der Kanarengirlitz besiedelt die Azoren, Kanaren und Madeira. Die genetischen Distanzen waren innerhalb des Verbreitungsgebietes recht niedrig. Obwohl die genetischen Distanzen innerhalb der Population von Pico (Azoren) größer als die von Madeira und den Kanarischen Inseln waren, zeigten die allgemein ge-ringen Werte keine klare phylogeographische Diffe-renzierung. Allerdings konnten geographisch einge-schränkt verbreitete, inselgruppen-spezifische Allele gefunden werden. Die mor  pho  lo  gi  schen Merkmale ergaben kein einheitliches Muster, um die Populati-onen in einer ver  läss  lichen Weise zu trennen, jedoch ergaben sich bei Schnabellänge und Körpermasse kla-re  inselspezifische  Differenzierungen.  Diese  Daten führen zu der Annahme, dass die Besiedlung der at-lantischen Inseln durch den Kanarengirlitz erst vor relativ kurzer Zeit stattfand, wobei kein anhaltender Genfluss zwischen den Populationen besteht (Dietzen et al. 2006).56  C. Dietzen: Molekulare Phylogeographie und Besiedlungsgeschichte von Sing  vögeln auf den Atlantischen Inseln (Makaronesien)3. Goldhähnchen sind mit verschiedenen Unterarten von Sommergoldhähnchen (R. [ignicapillus] madeirae) auf Madeira und Wintergoldhähnchen (R. r. sanctaemari-ae, R. r. azoricus, R. r. inermis, R. r. teneriffae) auf Azo-ren  und  Kanaren  verbreitet.  Die  phylogenetischen Verwandtschaftsverhältnisse  wurden  mittels  Cyto-chrom b (CD) und mitochondrieller Kontrollregion (Arbeitsgruppe J. Martens), Morphologie (CD, JM) und Bioakkustik (JM) untersucht. Die Goldhähnchen der Azoren sind nahe mit der Europäischen Nominat-form R. r. regulus verwandt. Die Azoren wurden sehr wahrscheinlich in einer einzigen Besiedlungswelle im späten Pleistozän erreicht. Dagegen erfolgte die Be-siedlung der Kanaren eher in zwei Schritten: Eine frü-he Invasion auf Teneriffa und La Gomera 1,9 bis 2,3 Mio. Jahre AD und eine rezentere auf El Hierro und La Palma 1,3 bis 1,8 Mio. Jahre AD. Die Haplotypen-verteilung auf den Azoren suggeriert eine Teilung von R. r. azoricus on Sao Miguel in eine östliche Population mit Affinitäten zu R. r. sanctaemariae und eine west-liche Population mit enger Beziehung zu R. r. inermis der zentralen und westlichen Inselgruppe. Die Kana-renpopulationen sind genetisch in eine nordöstliche Gruppe auf Teneriffa und La Gomera und eine zweite südwestliche Gruppe auf El Hierro und La Palma un-terscheidbar.  Die  genetischen  Distanzen  zwischen diesen beiden Gruppen liegen bei 3,1 - 3,4 % (TrN Di-stanz, Kontrollregion u. Cyt b). Die Differenzierung dieser beiden Gruppen wird auch durch morpholo-gische und bioakkustische Daten bestätigt. Als taxo-nomische Konsequenz aus diesen Ergebnissen folgt die Beschreibung der Populationen von El Hierro und La Palma als neues Taxon Regulus regulus ellenthalerae nov. ssp. (Päckert et al. 2006).4. Die Blaumeise ist innerhalb der Atlantischen Inseln auf die Kanaren beschränkt. Als Ausgangspunkt der Inselradiation wurde eine der zentralen Inseln Tene-riffa oder Gran Canaria bestimmt. Die Populationen auf den Inseln El Hierro (P. t. ombriosus) und La Palma (P. t. palmensis) repräsentieren distinkte monophyle-tische Linien. Die Blaumeisen von Gran Canaria un-terscheiden sich genetisch sehr deutlich von den Vö-geln von Teneriffa und La Gomera (P. t. teneriffae) und es werden die Ergebnisse weiterer Studien bestätigt, dass es sich hier um ein bisher unbekanntes Taxon handelt. Im Gegensatz dazu konnten die Populationen der östlichen Kanareninseln Fuerteventura und Lanza-rote (P. t. degener) genetisch nicht von nordafrika-nischen Blaumeisen (P. t. ultramarinus) unterschieden werden und beide Gruppen sollten innerhalb der Un-terart  ultramarinus  zusammengefasst  werden.  Aus diesen  Er  geb  nis  sen  werden  die  folgenden  taxono-mischen Empfehlungen abgeleitet: (1) Trennung der nord  europäischen P. caeruleus-Gruppe von P. tene-riffae mit den Blaumeisen Nordafrikas und der Ka-narischen Inseln, (2) Behandlung von degener und ultramarinus als conspezifisch (P. t. ultramarinus), und (3) ein neues Taxon auf Gran Canaria (P. t. hed-wigii nov. ssp.), das formal beschrieben wurde. Die genetischen Ergebnisse werden auch von morpholo-gischen und bioakkustischen Daten bestätigt (Päckert et al. 2007; Dietzen et al. 2008a).5. Drei Grasmückenarten kommen auf den Atlantischen Inseln vor: Samtkopfgrasmücke (Kanaren), Mönchs-grasmücke (Azoren, Madeira, Kanaren) und Brillen-grasmücke (Kanaren). Unterartliche Diagnostizierbar-keit von Samtkopfgrasmücken der Ka  na  ri  schen Inseln wurde aufgrund sehr geringer genetischer Differenzie-rung, Hap  lo  ty  pen  ver  teilung und großer morpholo-gischer Variation verworfen. Das heißt Sylvia melano-cephala leucogaster ist synonym zur Nominatform. Die Mönchsgrasmücken von Madeira, den Kanaren und den Azoren ließen sich genetisch nicht voneinander und anderen Populationen unterscheiden, zeigten je-doch eine große morphometrische Variabilität. Die große morphologische Variabilität von sowohl Samt-kopf- als auch Mönchsgrasmücke lassen sich am besten durch Zugverhalten und ökologische Einflüsse erklä-ren. Die Morphologie spiegelt also nicht die Phylogenie dieser Taxa wider. Vorläufige Daten einer kleinen Stich-probe der Brillengrasmücke suggerieren ebenfalls nur eine sehr geringe genetische Differenzierung zwischen Sylvia conspicillata orbitalis (Kanaren) und S. c. cons-picillata (Mittelmeerraum). Zumindest für Samtkopf- und Mönchsgrasmücke deuten die genetischen Daten auf eine sehr rezente Arealausbreitung und chronolo-gisch differenzierte Besiedlungsereignisse auf den At-lantischen Inseln (Dietzen et al. 2008b).Literatur:Dietzen C, Garcia-del-Rey E, Delgado Castro G & Wink M 2008a: Phylogeography of the Blue Tit (Parus teneriffae – group) on the Canary Islands based on mitochondrial DNA sequence data and morphometrics. J. Ornithol. 149: 1-12.Dietzen C, Garcia-del-Rey E, Delgado Castro G & Wink M 2008b: Phylogenetic differentiation of the passerine genus Sylvia of the Atlantic islands (Macaronesia) based on mi-tochondrial DNA sequence data and morphometrics. Biol. J. Lin. Soc. 95: 157-174.Dietzen C, Voigt C, Wink M, Gahr M & Leitner, S 2006: Phy-logeography of Island Canary (Serinus canaria) populations. J. Ornithol. 147: 485-494.Dietzen C, Witt H-H & Wink M 2003: The phylogeographic differentiation of the European Robin Erithacus rubecula on the Canary Islands revealed by mitochondrial DNA se-quence data and morphometrics: evidence for a new robin taxon on Gran Canaria. Avian Science 3: 115-131.Päckert M, Dietzen C, Martens J, Wink M & Kvist L 2006: Radiation of Atlantic Goldcrests Regulus regulus spp.: evi-dence of a new taxon from the Canary Islands. J. Av. Biol. 37: 364-380.Päckert M, Martens J, Tietze DT, Dietzen C, Wink M & Kvist L 2007: Calibration of a molecular clock in tits (Paridae)- nucleotide substitution rates of mitochondrial genes devi-ate from the 2% rule. Mol. Phyl. Evol. 44: 1-14.

Molecular phylogeography and colonisation history of passerine birds of the Atlantic islands (Macaronesia)

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