L’integrazione tra tecniche di biologia molecolare e morfometria geometrica rappresenta un valido strumento per la risoluzione di problematiche tassonomiche e filogenetiche. Questo approccio integrato è stato applicato, in particolare, a due casi di studio. Nel primo, l’analisi di sequenze del gene mitocondriale citocromo c ossidasi subunità II (COII) e l’analisi morfometrica di quattro strutture morfologiche sono state combinate per esaminare il controverso status tassonomico di quattro specie (e varie sottospecie) di coleotteri ipogei del genere Duvalius (Coleoptera, Trechinae), utilizzando principalmente campioni museali raccolti in Italia centrale. Da un lato, l’analisi filogenetica ha evidenziato due linee monofiletiche ben supportate e un certo numero di cladi, con differenze genetiche relativamente basse, suggerendo tempi di divergenza brevi, in linea con la storia geologica dell’area di studio. Dall’altro lato, le analisi di morfometria geometrica hanno riscontrato un alto livello di differenziazione tra i campioni. I due tipi di analisi hanno dato risultati concordanti a livello specifico e non hanno confermato interamente il precedente assetto sistematico, suggerendo possibili riarrangiamenti e la definizione di unità evolutive significative. Il secondo caso ha riguardato due specie di lepidotteri recentemente divise in base alla diversa morfologia dei genitali: Zerynthia polyxena e Z. cassandra. È stato esaminato il livello di divergenza tra 21 popolazioni distribuite dalla Sicilia alla Francia usando tre marcatori genetici (i geni mitocondriali COI e ND1 e il gene nucleare wingless) ed è stata applicata la morfometria geometrica ai genitali. Inoltre, sono stati utilizzati modelli di distribuzione delle specie per valutare le diverse esigenze climatiche di Zerynthia polyxena e Z. cassandra. I dati climatici sono stati poi proiettati nello scenario dell’Ultimo Massimo Glaciale per verificare se e in che misura i cicli glaciali possano aver contribuito al processo di speciazione. Le analisi genetiche e morfometriche hanno identificato due gruppi ben distinti. Tutti i campioni hanno mostrato uno schema di diversificazione concordante per tutti i marcatori usati, senza nessun segno di introgressione, compresi gli individui campionati nell’area di contatto. La distribuzione degli aplotipi e i modelli climatici hanno mostrato che durante l’Ultimo Massimo Glaciale entrambe le specie hanno subito una forte contrazione degli areali e presumibilmente sono rimaste separate in diversi micro-rifugi. La separazione potrebbe essere stata facilitata dalla ridotta capacità di dispersione e dall’alta filopatria, mentre la diversificazione dei genitali ha probabilmente favorito l’assenza di ibridazione.

Tecniche di genetica molecolare e morfometriche applicate a problematiche tassonomiche e filogenetiche / F. Zinetti. - STAMPA. - (2012).

Tecniche di genetica molecolare e morfometriche applicate a problematiche tassonomiche e filogenetiche

ZINETTI, FRANCESCA
2012

Abstract

L’integrazione tra tecniche di biologia molecolare e morfometria geometrica rappresenta un valido strumento per la risoluzione di problematiche tassonomiche e filogenetiche. Questo approccio integrato è stato applicato, in particolare, a due casi di studio. Nel primo, l’analisi di sequenze del gene mitocondriale citocromo c ossidasi subunità II (COII) e l’analisi morfometrica di quattro strutture morfologiche sono state combinate per esaminare il controverso status tassonomico di quattro specie (e varie sottospecie) di coleotteri ipogei del genere Duvalius (Coleoptera, Trechinae), utilizzando principalmente campioni museali raccolti in Italia centrale. Da un lato, l’analisi filogenetica ha evidenziato due linee monofiletiche ben supportate e un certo numero di cladi, con differenze genetiche relativamente basse, suggerendo tempi di divergenza brevi, in linea con la storia geologica dell’area di studio. Dall’altro lato, le analisi di morfometria geometrica hanno riscontrato un alto livello di differenziazione tra i campioni. I due tipi di analisi hanno dato risultati concordanti a livello specifico e non hanno confermato interamente il precedente assetto sistematico, suggerendo possibili riarrangiamenti e la definizione di unità evolutive significative. Il secondo caso ha riguardato due specie di lepidotteri recentemente divise in base alla diversa morfologia dei genitali: Zerynthia polyxena e Z. cassandra. È stato esaminato il livello di divergenza tra 21 popolazioni distribuite dalla Sicilia alla Francia usando tre marcatori genetici (i geni mitocondriali COI e ND1 e il gene nucleare wingless) ed è stata applicata la morfometria geometrica ai genitali. Inoltre, sono stati utilizzati modelli di distribuzione delle specie per valutare le diverse esigenze climatiche di Zerynthia polyxena e Z. cassandra. I dati climatici sono stati poi proiettati nello scenario dell’Ultimo Massimo Glaciale per verificare se e in che misura i cicli glaciali possano aver contribuito al processo di speciazione. Le analisi genetiche e morfometriche hanno identificato due gruppi ben distinti. Tutti i campioni hanno mostrato uno schema di diversificazione concordante per tutti i marcatori usati, senza nessun segno di introgressione, compresi gli individui campionati nell’area di contatto. La distribuzione degli aplotipi e i modelli climatici hanno mostrato che durante l’Ultimo Massimo Glaciale entrambe le specie hanno subito una forte contrazione degli areali e presumibilmente sono rimaste separate in diversi micro-rifugi. La separazione potrebbe essere stata facilitata dalla ridotta capacità di dispersione e dall’alta filopatria, mentre la diversificazione dei genitali ha probabilmente favorito l’assenza di ibridazione.
2012
C. Ciofi
F. Zinetti
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