Populationsstruktur und genetische Isolierung der amerikanischen Springkrebs-Arten Munida flinti, Agononida longipes und Munidopsis riveroi (Crustacea, Decapoda, Anomura, Galatheidae)

Abstract

In den Jahren 1998 und 2000 wurde im Rahmen der Expeditionen INVEMAR-Macrofauna I und II des INVEMAR die Bodenfauna der gesamten karibischen Küste Kolumbiens bis zu einer Tiefe von 500 m erfasst. Während der Expedition INVEMAR-Macrofauna I wurden Individuen von 103 Decapodenarten gesammelt. Die Analyse der räumliche Verteilung ergab, dass die Decapodengemeinschaften zwei Hauptgruppen unterscheiden lassen, wobei die eine Gruppe die Proben aus 300 m Tiefe vereinigt und die zweite Gruppe die Proben aus 500 m Tiefe. Innerhalb dieser zwei Hauptgruppen lassen sich die Proben in zwei Untergruppen unterteilen. Diese Untergruppen vereinigen zum einen die Proben aus dem mittleren und dem nordöstlichen Küstenabschnitt, die zweite Untergruppe vereinigt alle Proben aus dem südwestlichen Küstenabschnitt. Die Beobachtung der Faunenunterschiede in den Küstenökosystemen und die Existenz von Ausbreitungsbarrieren, sowie in Voruntersuchungen festgestellte morphologische Variationen zwischen Populationen aus verschiedenen Bereichen des Kontinentalsockels warfen die Frage auf, inwieweit die Tiefenfauna des Kontinentalsockels durch ökologische Barrieren beeinflusst wird und inwieweit sich die in den oberenKüstenbereichen feststellbaren Barrieren auf die Struktur und den Zusammenhang der Tiefenpopulationen auswirken. In der vorliegende Arbeit werden unterschiedliche Populationen darauf hin untersucht, inwieweit sie genetisch voneinander isoliert sind. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde der Grad der morphologischen und genetischen Ähnlichkeit der Individuen von drei Arten der Galatheidae, Munida flinti Benedict, 1902, Agononida longipes (Milne-Edwards, 1880) und Munidopsis riveroi Chace, 1939, verglichen. Die Individuen jeder Art wurden auf der Basis ihrer Präsenz innerhalb der Ökoregionen verschiedenen Populationen zugeordnet. Bei M. flinti wurden fünf Populationen ausgewählt: PALOMINO (24 Individuen), TAYRONA (18 Individuen), MAGDALENA (20 Individuen), ARCHIPIELAGOS (19 Individuen) und DARIEN (12 Individuen). Bei A. longipes ebenfalls fünf Populationen: GUAJIRA (27 Individuen), PALOMINO (18 Individuen), TAYRONA (16 Individuen), MAGDALENA (13 Individuen) und DARIEN (19 Individuen). Im Fall von M. riveoi wurden diejenigen drei Populationen ausgewählt, bei denen die Voruntersuchungen erkennbare Unterschiede gezeigt hatten: GUAJIRA (26 Individuen), MAGDALENA (4 Individuen) und ARCHIPIELAGOS (32 Individuen). Die morphologische Analyse beruht auf der Vermessung von Distanzen zwischen Strukturen des Carapax und der Extremitäten und wurde für Munida flinti und Agononida longipes in einer früheren Arbeit durchgeführt und für Munidopsis riveroi hier vervollständigt. Für die morphometrische Bearbeitung wurde mittels 16 anatomischer Punkte auf dem Sternum (landmarks) jedes Tieres eine geometrisch - morphometrische Analyse durchgeführt und damit die Populationsstruktur untersucht. Zusätzlich wurden in einer molekularen Untersuchung AFLP-Marker verwendet. Die Ergebnisse zeigen für jede Art unterschiedliche Populationsmuster, wobei ein Zusammenhang zwischen der Trennung der Populationen und den jeweiligen ozeanographischen Bedingungen in jeder Tiefe erkannt werdenkann. Munida flinti befindet sich in 150 m Tiefe, sie zeigt keinenSexualdimorphismus und nur geringe morphometrisch erkennbare Veränderung der Sternums zwischen den Populationen. Dagegen ergibt sich eine deutliche Trennung der Populationen auf Basis der morphologischen Variabeln. Die Populationen weisen Unterschiede bezüglich der Breite des Carapax, der Länge der Gastrikal- und Kardiakalregionen, der Größe der Abdominaltergiten, der Größe der Augen und des Basalglieds der Antennula auf. Die genetische Analyse ergibt ein mosaikartiges Muster innerhalb der Art ohne eine klare Reihenfolge der geographischen Regionen, wobei sich allerdings die Populationen von TAYRONA und ARCHIPIELAGOS von den restlichen Gebieten unterscheiden. Außerdem zeigen diese beiden Ökoregionen eine hohe genetische Diversität. Die verglichenen Populationen von Agononida longipes stammen aus 300 m Tiefe. Sie weisen sowohl nach den Ergebnissen der geometrischen morphometrie als auch nach der genetischen Struktur Unterschiede zwischen den Populationen auf. Die morphometrischen landmarks Methode zeigt für A. longipes ein Einfluss des Geschlechts auf die Form des Sternums. Der Vergleich der Körperproportionen zeigte ebenfalls einen deutlichen Sexualdimorphismus. Auf der Basis der Größe der Uropoden, die Länge der Kardiakalregion des Carapax, die Länge der dritten Maxillipeden und die Größe der Augen erweisen sich GUAJIRA und DARIEN als die am besten differenzierten Populationen. Die molekulare Analyse ergibt klare Unterschiede zwischen den Populationen, wobei TAYRONA die höchste genetische Diversität aufweist. Muniopsis riveroi lebt in 500 m Tiefe. Auf Grund der geometrischen Morphometrie und der AFLP Methoden zeigt sich eine ausgeprägte Homogenität zwischen den Populationen. Bei M. riveroi wird ein deutlicher Sexualdimorphismus, aber nur geringe morphometrische Veränderung des Sternums zwischen den Populationen gefunden. Dagegen weisen die morphologischen Variabeln geringfügige Unterschiede zwischen den Populationen auf. Die morphologische Unterschiede begründen sich in der Breite der Epibranchialregion, der Länge des Rostrums, der Länge des Basalglieds der Antennula und der Länge des Merus des zweiten Paraeopoden. Dieser Befund weist auf einen möglichen Einfluss der Unweltbedingungen auf den Phänotyp hin. Bei dieser Studie konnte keine klare Beziehung zwischen den geographischen Entfernungen und den genetischen Distanzen beobachtet werden. Dieser Befund wird dahingehend interpretiert, dass die Differenzierungen zwischen Populationen mehr durch unterschiedliche Strömungsmuster, durch unterschiedliche Temperaturen und die Salinität beeinflusst werden als durch die geographische Distanz zwischen den Populationen.