Vedúci: Mgr. Patrik Macko, PhD.

Genetická diverzita a populačná štruktúra vybraných kryptických komplexov podeniek (Ephemeroptera) Slovenska

Genetic diversity and population structure of selected cryptic mayfly complexes (Ephemeroptera) of Slovakia 

Podenky (Ephemeroptera) reprezentujú morfologicky a ekologicky rozmanitý rad amfibiotického hmyzu, ktorého larvy zohrávajú dôležitú úlohu takmer v každom type sladkovodných habitatov (Jacobus et al., 2019). Pomerne dlhá história ich výskumu na Slovenska z nej robí jednu z najviac preskúmaných skupín (Derka 2006) a podľa posledného „checklistu“ sa tu udáva výskyt 109 druhov z 37 rodov a 16 čeľadí (Macko et al., 2023). Vedecké pokroky súvisiace s objavením polymerázovej reťazovej reakcie (PCR) a možnosťou DNA sekvenovania umožnili efektívne stanovovanie genetickej variability organizmov a priniesli cenné informácie o miere ich populačnej adaptability. Obzvlášť prelomovým prístupom bolo implementovanie dnes už dobre známej metódy DNA barkódingu (Hebert et al., 2003). Narastajúca intenzita barkodingových štúdii zároveň indikovala významné medzery nášho poznania a viedla k otvoreniu „pandorinej skrinky“ plnej doposiaľ neznámej skrytej diverzity s a priori neočakávanými kryptickými komplexami (Blair et al., 2005; Stireman, 2005). Mnohé z nich boli zaznamenané aj u viacerých európskych zástupcov podeniek (napr. Leys et al., 2016; Vuataz et al., 2016; Macko et al. in press). Kľúčovou otázkou do budúcna je, či tieto komplexy predstavujú „Linnéovské“ druhy s vysokou vnútrodruhovou variabilitou bez akýchkoľvek morfologických, fenologických a ekologických odlišností alebo doposiaľ prehliadané nové druhy. Cieľom bakalárskej práce bude identifikovať komplexy kryptických zástupcov podeniek Slovenska a za využitia voľne dostupných DNA záznamov z verejne dostupných medzinárodných databáz (napr. BOLD) identifikovať ich genetickú variabilitu a populačnú štruktúru v širšom geografickom kontexte a pokúsiť sa objasniť príčiny ich vzniku a existencie.

Kľúčové slová: podenky, DNA barkóding, skrytá diverzita 

Literatúra:

Blair, C. P., Abrahamson, W. G., Jackman, J. A., & Tyrrell, L. (2005). Cryptic speciation and hostrace formation in a purportedly generalist tumbling flower beetle. Evolution, 59(2), 304-316. https://doi.org/10.1111/j.0014-3820.2005.tb00991.x

Hebert, P. D., Cywinska, A., Ball, S. L., & DeWaard, J. R. (2003). Biological identifications through DNA barcodes. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 270(1512), 313-321. https://doi.org/10.1098/rspb.2002.2218

Jacobus, L. M., Macadam, C. R. & Sartori, M. (2019). Mayflies (Ephemeroptera) and their contributions to ecosystem services. Insects, 10(6), 170-196. Derka, T. (2006). História výskum podeniek (Ephemeroptera) na Slovensku. Entomofauna carpathica, 18, 60-69.

Leys, M., Keller, I., Räsänen, K., Gattolliat, J. L., & Robinson, C. T. (2016). Distribution and population genetic variation of cryptic species of the Alpine mayfly Baetis alpinus (Ephemeroptera: Baetidae) in the Central Alps. BMC evolutionary biology, 16(1), 1-15. https://doi.org/10.1186/s12862-016-0643-y

Macko, P., Derka, T., Šamulková, M., Novikmec, M., Svitok, M. (2023) Checklist, distribution, diversity, and rarity of mayflies (Ephemeroptera) in Slovakia. ZooKeys 1183, 39-64. https://doi.org/10.3897/zookeys.1183.109819

Stireman, J. O., Nason, J. D., & Heard, S. B. (2005). Host‐associated genetic differentiation in phytophagous insects: general phenomenon or isolated exceptions? Evidence from a goldenrod‐insect community. Evolution, 59(12), 2573-2587. https://doi.org/10.1111/j.0014- 3820.2005.tb00970.x

Vuataz, L., Rutschmann, S., Monaghan, M. T., & Sartori, M. (2016). Molecular phylogeny and timing of diversification in Alpine Rhithrogena (Ephemeroptera: Heptageniidae). BMC evolutionary biology, 16, 1-16. https://doi.org/10.1186/s12862-016-0758-1