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Keywords:

  • Astacidea;
  • Austropotamobius pallipes;
  • taxonomy;
  • geometric morphometrics;
  • meristics;
  • evolutionary history

Abstract

Since innovative molecular approaches in phylogenetics solely based on small gene fragments have often generated widely complicated interpretations of crayfish diversity, we propose a geometric morphometric study integrated with previous molecular data to provide robust estimates of phylogeny and classification of the Austropotamobius pallipes complex, genetically divided into several species and subspecies. We discuss whether cephalothorax shape variation can show phylogenetic signals congruent to those derived from analyses of mitochondrial and nuclear markers. Our results support the hypothesis that carapace form is potentially informative in the reconstruction of crayfish phylogeny. In the phenetic analyses, populations collected within the Italian territory form different unexpected clusters, each involving distant populations of different genetic haplogroups, suggesting a within-species convergence probably due to a series of local adaptations. The phylogenetic analysis performed using a neighbour-joining algorithm showed interesting relationships amongst the studied populations. In particular, the geometric morphometric matrices showed a slight congruence with some genetic distances, allowing the discrimination of three major lineages: (1) Istran + Apennine group; (2) Arno group; (3) north-western group. Finally, our observations support some molecular data with a lighter phylogenetic signal that do not suggest a strong separation of A. pallipes into clades and sub-clades.

Riassunto

Dal momento che l’utilizzo di piccoli frammenti di geni nella filogenesi molecolare ha spesso generato complesse interpretazioni sulla diversità dei gamberi d’acqua dolce, in questo studio proponiamo un approccio di morfometria geometrica allo scopo di integrare precedenti dati molecolari e fornire una migliore interpretazione della filogenesi e della classificazione del complesso di specie A. pallipes, geneticamente diviso in diverse specie e sottospecie. In particolare, abbiamo osservato se la variazione della forma del cefalotorace fornisce segnali filogenetico congruenti a quelli derivati da analisi di marcatori mitocondriali e nucleari. I nostri risultati supportano l’ipotesi che la forma del carapace fornisce informazioni utili per la ricostruzione della filogenesi gamberi d’acqua dolce. Una prima analisi fenetica ha mostrato come le popolazioni italiane appartenenti a differenti aplogruppi si riuniscono in maniera casuale, suggerendo una convergenza intra-specifica dovuta ad una serie di adattamenti locali. Per contro, l’analisi filogenetica effettuata utilizzando il metodo del neighbour-joining ha evidenziato interessanti relazioni tra le popolazioni studiate. In particolare, le matrici morfometriche hanno mostrato una leggera congruenza con le distanze genetiche precedentemente proposte, consentendo la discriminazione di tre linee principali: (1) il gruppo istro-appenninico; (2) il gruppo del bacino dell’Arno; (3) il gruppo nord-occidentale. Le nostre osservazioni, quindi, supportano alcuni dati molecolari sebbene mostrino un segnale filogenetico meno evidente, risultato che non giustifica una netta separazione di A. pallipes in diversi cladi e sottocladi.