Genetic and morphological diversification in gastropods of the Baicaliidae family

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background: Molecular phylogenetic studies of Baikalian endemic gastropod family Baicaliidae as well as the morphological comparisons have not yet provided a fully resolved phylogeny of this family. There is a need to increase the current set of markers to solve current difficulties. Intronic nuclear markers can be used as a valuable tool for phylogenetics. Methods: Nucleotide sequences for the intron of ATP-synthase alpha-subunit gene from 11 gastropod species belonging to the fast evolving Baikalian endemic family Baicaliidae together with the morphological traits and previously obtained mitochondrial COI sequences were used to build a synthetic species tree. Results: A Phylogenetic tree built using only intron sequences contains less polytomies than the one built using sequences of the mitochondrial gene CO1 and is compatible with the morphological views. Intronic marker provides high support for the interspecific clades. Topology of the tree built using the intronic marker mainly corresponds to morphology based systematics of eleven investigated species of this family. The only exception was Godlewskia wrzesniowski, which were placed within the clade of species from Korotnewia and Parabaikalia genera, though it has significant morphological differences from these genera. Conclusions: Sister species were shown to diverge within the same substrate preferences. Observed discrepancies between the species tree and current taxonomy of the group may be explained by fast morphological evolution in the Baicaliidae family.

About the authors

Mariya Vladimirovna Kovalenkova

Limnological Institrute, Siberian Division, Russian Academy of Sciences

Email: kovalenkovam@mail.ru
postgraduatе, рrincipal engineer. Laboratory of Molecular Systematics

Tatyana Yakovlevna Sitnikova

Limnological Institrute, Siberian Division, Russian Academy of Sciences

dr., senior researcher. Laboratory of Biology of aquatic invertebrates

Dmitriy Yuryevich Shcherbakov

Limnological Institrute, Siberian Division, Russian Academy of Sciences

Email: sherb@lin.irk.ru
dr., Head of Laboratory of Molecular Systematics

References

  1. Дарикова Ю. А., Щербаков Д. Ю. (2009) Эволюция интрона гена фосфофруктокиназы у брюхоногих моллюсков семейства Baicaliidae. Молекулярная биология. Т. 43 (5): С. 838-844.
  2. Зубаков Д. Ю., Щербаков Д. Ю., Ситникова Т. Я. (1997) Анализ филогенетических взаимоотношений байкальских эндемичных моллюсков сем. Baicaliidae на основе нуклеотидных последовательностей фрагмента митохондриального гена СО1. Молекулярная биология. Т. 31 (6): С. 32-36.
  3. Кожов М. М. (1936) Моллюски озера Байкал. В кн.: Труды Байкальской лимнологической станции АН СССР. М. 320 с.
  4. Перетолчина Т. Е., Букин Ю. С., Ситникова Т. Я. и др. (2007) Генетическая дифференциация эндемичного байкальского моллюска Baicalia carinata (Mollusca, Caenogastropoda). Генетика. Т. 43 (12): С. 1667-1675.
  5. Перетолчина Т. Е., Ситникова Т. Я., Щербаков Д. Ю. (2008) Эволюционные взаимоотношения между близкородственными видами эндемичных гастропод рода Baicalia (Mollusca, Caenogastropoda). Известия Иркутского государственного университета, Серия «Биология. Экология». Т. 1 (2): С. 67-70.
  6. Ситникова Т. Я. (1991) Новая структура байкальского эндемичного семейства Baicaliidae (Mollusca, Gastropoda, Pectinibranchia). В кн.: Морфология и эволюция беспозвоночных. С. 281-295.
  7. Ситникова Т. Я. (2004) Переднежаберные брюхоногие моллюски (Gastropoda: Prosobranchia) Байкала: морфология, таксономия, формирование фауны. Автореф. дис… докт. биол. наук. СПб. 45 с.
  8. Щербаков Д. Ю. (2003) Сравнительное исследование эволюционных историй букетов видов байкальских беспозвоночных. Автореф. дис… докт. биол. наук. М, 39 с.
  9. Brown J. M., Lemmon A. R. (2007) The importance of data partitioning and the utility of Bayes factors in Bayesian phylogenetics. Systematic Biology. V. 56: P. 643-655.
  10. Darriba D., Taboada G. L., Doallo R., et al. (2012)jModelTest 2: more models, new heuristics and parallel computing. Nature Methods. V. 9: P. 772.
  11. Doyle J. J., Doyle J. L. (1987) A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemistry Bulletin. V. 19: P. 11-15.
  12. Feher Z., Albrecht Ch., Major Á., et al. (2012) Extremely low genetic diversity in the endangered striped nerite, Theodoxus transversalis (Mollusca, Gastropoda, Neritidae) - a result of ancestral or recent effects? North-western Journal of zoology. V. 8(2): Р. 300-307.
  13. Felsenstein J. (1989) PHYLIP - Phylogeny Inference Package (Version 3.2). Cladistics. V. 5: P. 164-166.
  14. Freya M. A., Vermeij G. J. (2008) Molecular phylogenies and historical biogeography of a circumtropical group of gastropods (Genus: Nerita): Implications for regional diversity patterns in the marine tropics. Molecular Phylogenetics and Evolution. V. 48: P. 1067-1086.
  15. Guindon S., Gascuel O. (2003) A simple, fast and accurate method to estimate large phylogenies by maximum-likelihood. Systematic Biology. V. 52: P. 696-704.
  16. Hausdorf B., Ropstorf P., Riedel F. (2003) Relationships and origin of endemic Lake Baikal gastropods (Caenogastropoda: Rissooidea) based on mitochondrial DNA sequences. Molecular Phylogenetics and Evolution. V. 26: P. 435-443.
  17. Hedtke S. M., Glaubrecht M., Hillis D. M. (2011) Rare gene capture in predominantly androgenetic species. PNAS. V. 108 (23): P. 9520-9524.
  18. Jarman S. N., Ward R. D., Elliott N. G. (2002) Oligonucleotide primers for PCR amplification of coelomate introns. Marine Biotechnology. V. 4: P. 347-355.
  19. Katoh K., Asimenos G., Toh H. (2009) Multiple Alignment of DNA Sequences with MAFFT. Bioinformatics for DNA Sequence Analysis. In: D. Posada, editor. Methods in Molecular Biology. V. 537: P. 39-64.
  20. Keever C. C., Sunday J., Puritz J. B., et al. (2009) Discordant distribution of populations and genetic variation in sea star with high dispersal potential. Evolution. Vol. 63 (12): P. 3214-3227.
  21. Martens K. (1997) Speciation in ancient lakes. Trends Ecol. Evol. V. 12 (5): P. 177-182.
  22. Martin D. P., Lemey P., Lott M. et al. (2010) RDP3: a flexible and fast computer program for analyzing recombination. Bioinformatics. Vol. 26: P. 2462-2463.
  23. McDonald M. J., Wang W. C., Huang H. D. et al. (2011) Clusters of Nucleotide Substitutions and Insertion/Deletion Mutations Are Associated with Repeat Sequences. PLoS Biology. V. 9 (6).
  24. Michel E. (1994) Why snails radiate: a review of gastropod evolution in long-lived lakes, both recent and fossil. Speciation in Ancient Lakes/Eds. Martens K., Godderis B., Coulter G., Arch. Hydrobiology. Vol. 44: P. 285-317.
  25. Puritz J. B., Addison J. A., Toonen R. J. (2012). Next-Generation Phylogeography: A Targeted Approach for Multilocus Sequencing of Non-Model Organisms. PLoS ONE. V. 7(3).
  26. Rieppel O. (2005) The philosophy of total evidence and its relevance for phylogenetic inference. Papeis Avulsos Zoology. V. 45(8).
  27. Ronquist F., Taslenko M., van dar Mark P., et al. (2012) MrBayes 3.2: efficient Bayesian phylogenetic inference and model choice across a large model space. Systematic Biology. V. 61(3): P. 539-542.
  28. Sitnikova T.Ya., Roepstorf P., Riedel F. (2001) Reproduction, duration, of embryogenesis egg capsules and protoconchs of the family Baicaliidae (Gaenogastropoda) endemic to Lake Baikal. Malacologia. V 43 (1-2): P. 59-85.
  29. Sherbakov D.Yu. (1999) Molecular phylogenetic studies on the origin of biodiversity in Lake Baikal. Trends in Ecology & Evolution. Vol. 14: P. 92-95.
  30. Teske P. R., Rius M., McQuaid Ch. D., et al. (2011) “Nested” cryptic diversity in a widespread marine ecosystem engineer: a challenge for detecting biological invasions. BMC Evolutionary Biology. Vol. 11: P. 176.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2013 Kovalenkova M.V., Sitnikova T.Y., Shcherbakov D.Y.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».