Microevolutionary processes in the stygobitic genus Typhlocirolana (Isopoda Flabellifera Cirolanidae) as inferred by partial 12S and 16S rDNA sequences

Abstract

Morocco is one of the regions of the world where many interesting discoveries have recently been made in the field of stygobiology, particularly concerning the cirolanid isopod fauna. One of the most interesting, variable and wide spread of these taxa is the perimediterranean stygobitic genus Typhlocirolana Racovitza, 1905, which has colonized the continental groundwater of Israel, Sicily, Spain, the Balearic Islands, Algeria and Morocco with several species. More populations have recently been found in Morocco, in some southern regions around Agadir, in High Atlas valleys near Marrakech and in the northeastern part of the country close to Oujda. The populations of these zones are not yet described and are the subject of this molecular analysis, together with other already designated species. To investigate the phylogenetic relationships and evolutionary history of the Typhlocirolana populations inhabiting the western Mediterranean basin, we analysed DNA sequences from the mitochondrial 12S and 16S rDNA genes. The molecular data were also used to infer the mechanisms driving the evolution of this thalassoid limnostygobitic cirolanid taxon, considered a good paleogeographic indicator because of its poor dispersion abilities. Vicariance because of paleogeographic events in the western Mediterranean basin played a prime evolutionary role in the Cirolanidae, as already suggested by morphological and ecological studies. Application of a molecular clock provided a time framework of the microevolutionary events occurring in Typhlocirolana populations over the last 40 myr. Marokko ist eine Region der Welt, in der auch gerade jetzt viele interessante Entdeckungen auf dem Gebiet der Stygobiologie, besonders in Bezug auf die cirolanide Isopodenfauna, gemacht werden konnten. Eines der interessantesten und weit verbreitetsten Taxons der cirolaniden Isopoden ist die perimediterrane, stygobiontische Gattung Typhlocirolana Racovitza, 1905, die das kontinentale Grundwasser von Israel, Sizilien, Spanien, den Balearen, sowie von Algerien und Marokko mit mehreren Arten bewohnt. Weitere Populationen wurden vor kurzem in Marokko, südlich von Agadir, in den Tälern des Hohen Atlas bei Marrakesch und in nordöstlichen Teilen des Mittleren Atlas nahe bei Oujada gefunden. Die Populationen dieser Regionen wurden bisher noch nicht beschrieben und sind, zusammen mit bereits bestimmten Arten, Gegenstand der vorliegenden molekularen Analyse. Um die phylogenetischen Beziehungen und den Verlauf der Evolution der Typhlocirolana-Populationen zu untersuchen, haben wir DNA-Sequenzen der mitochondrialen 12S- und 16-S-rDNA-Gene analysiert. Die molekularen Daten wurden auch verwendet, um die bestimmenden Mechanismen in der Evolution dieser meerwasser-süßwasser-circolaniden Stygobionten-Taxa zu erfassen, die, wegen ihrer geringen Dispersionsfähigkeit, als gute paläogeographische Indikatoren angesehen werden. Vikarianz, bedingt durch die paleogeographischen Ereignisse im Mittelmeerbecken, spielte in der Evolution der Cirolanidae die primäre Rolle, was bereits auf Grund morphologischer und ökologischer Untersuchungen angenommen worden war. Durch den Einsatz der molekularen Uhr-Hypothese konnte ein Gerüst der mikroevolutiven Ereignisse, die sich bei den Typhlocirolana-Populationen in den letzten 40 Millionen Jahren ereignete haben, rekonstruiert werden.