dc.contributor.author
Patel, Riddhi
dc.date.accessioned
2018-06-07T17:08:50Z
dc.date.available
2017-10-17T09:16:48.077Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/3469
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-7669
dc.description
ABBRIVIATIONS 1 ZUSAMMENFASSUNG 3 SUMMARY 7 GENERAL INTRODUCTION 9 AIM OF THE
STUDY 21 CHAPTER 1 Two species of Southeast Asian cats in the genus Catopuma
with diverging histories: an island endemic forest specialist and a wide-
spread habitat generalist 23 CHAPTER 2 Genetic structure and phylogeography of
the Leopard cat (Prionailurus bengalensis) inferred from mitochondrial genomes
47 CHAPTER 3 Threatened but understudied – supporting conservation by
understanding the genetic structure of the flat-headed cat 75 GENERAL
DISCUSSION 99 REFERENCES 111 ACKNOWLEDGEMENTS 121 APPENDIX 123 CURRICULUM
VITAE 131 PUBLICATIONS 133
dc.description.abstract
Studies identifying drivers and barriers of speciation and species
distribution patterns are a priority subject for evolutionary biology.
Understanding of ecological, behavioural and/or physical barriers that reduce
gene flow and drive speciation is essential to infer the evolutionary history
of species. Along with extrinsic factors, such as geo-climatic events,
intrinsic factors such as species adaptability also play an important role in
the distribution of species and thereby shape local biodiversity. The aim of
this study was to identify speciation mechanism(s) of closely related species
that diverged from a common ancestor but responded differently to past
environmental changes. This was achieved by inferring the phylogeography and
evolutionary history of closely related species of small cats in the subfamily
Felinae distributed in southeast Asia from their mitogenomes. Chapter 1 deals
with the phylogeography of the two species of the genus Catopuma, one being a
habitat generalist – the Asian golden cat (Catopuma temminckii), and the other
one being a habitat specialist – the bay cat (Catopuma badia). Analysis of
their mitogenomes revealed a deep split between the mitochondrial lineages of
both species. Our species distribution modelling data for the Late Pleistocene
(~120 Kya), the Last Glacial Maximum (~22 Kya) and the Holocene (~6 Kya)
suggests that both species have had diverse evolutionary histories, most
likely because of their distinct habitat preferences. Our molecular data for
the Asian golden cat further differentiates a mainland from a Sundaic
population. Combining molecular data and pelage data explained the recent
expansion and colonization of Sumatra by the Asian golden cat from mainland
through Peninsular Malaysia. Chapters 2 and 3 are closely linked as they both
deal with members of the genus Prionailurus. Chapter 2, describes the in-depth
genetic structure of two mitochondrial lineages of the leopard cat
(Prionailurus bengalensis) – a mainland and a Sundaic lineage. Based on
mitogenome phylogeny we differentiated the mainland lineage into three sub-
lineages (South India /Indochina, North India/Indochina and Far East) and the
Sunda lineage into the sub-lineages Sumatra, Borneo and Philippines Islands
and Java/Bali. Interestingly, samples from Peninsular Malaysia are present in
both lineages. The chapter discusses probable barriers to gene flow which
could separate populations of a habitat generalist into sub-lineages. The
findings suggest a revision of the current taxonomy of leopard cat sub-species
since their status is not unambgiously reflected in their mitogenome. Chapter
3 focusses on the matrilineal population structure of the flat-headed cat
(Prionailurus planiceps), a closely related species of the leopard cat and a
wetlands habitat specialist. Results from mitogenome phylogeography revealed
the presence of two clearly distinct lineages already in Sundaland. The split,
which is ~0.575 million years old, separates genetically distinct populations
in Borneo from populations in Sumatra and Peninsular Malaysia/Thailand. The
results also revealed the presense of sub-lineages within the main lineages,
indicating reduced or interrupted gene flow even among populations. In the
general discussion, I summarize the results of the single chapters for habitat
generalists (Asian golden cat, leopard cat) and for habitat specialist (bay
cat, flat-headed cat). In particular, I discuss how generalist and specialist
species differ in their responses to Pleistocene gradual environmental changes
and vicariance events and thus in their dispersal and distribution patterns.
de
dc.description.abstract
Einese der Hauptziele der Evolutionsbiologie ist die Identifizierung von
Faktoren, die die Evolution von Arten und ihre Verteilung beeinflussen. Das
Verständnis darüber, wie ökologische, verhaltensbedingte oder physische
Barrieren den Genfluss zwischen Populationen verringern oder gar unterbrechen,
ist eine notwendige Voraussetzung, um die evolutionäre Geschichte von Arten
aufklären zu können. Neben äußeren Faktoren, wie geologischen und klimatischen
Ereignissen, spielen auch andere Faktoren, wie die Anpassungsfähigkeit von
Arten, eine wichtige Rolle für die Verbreitung der Arten und somit die
Verteilung der Artenvielfalt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, die
Artbildung in engverwandten Schwesterarten (oder Linien) mit überlappenden
oder geographisch eng beieinanderliegenden Ausbreitungsgebieten zu
untersuchen, da diese zwar von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen, aber
unterschiedlich auf Ereignisse der Vergangenheit wie klimatische Veränderungen
oder Änderungen im Lebensraum reagiert haben könnten. Zu diesem Zweck wurde
die evolutionäre Vergangenheit und phylogeographische Verteilung mehrerer
südostasiatischer Schwesternartpaare von Kleinkatzen in der Unterfamilie
Felinae mithilfe der Untersuchung vollständiger Mitogenome untersucht. Kapitel
1 beschäftigt sich mit der Phylogeographie der beiden im Genus Catopuma
zusam¬mengefassten Schwesterarten: die Asiatische Goldkatze (Catopuma
temminckii), ein Habitatgeneralist, und die Borneo-Katze (Catopuma badia), ein
Habitatspezialist. Die Analyse der Daten ergab eine weit zurückliegende
Aufspaltung der mitochondrialen Linien beider Arten. Mithilfe von
Artverbreitungsmodellen für die drei Zeiträume Spätpleistozän (~120 Kya),
letztes Eiszeitmaximum (~22 Kya) und Holozän (~6 Kya) konnte gezeigt werden,
dass sich die unterschiedlichen evolutionären Entwicklungswege beider Arten
sehr gut mit der Lebensraumverteilung und der Herausbildung entsprechender
Präferenzen in beiden Katzenarten erklären lassen. Mittels molekularer Daten
konnte außerdem gezeigt werden, dass sich die Goldkatze bereits in eine
Kontinental- und eine Sunda-Population differenziert hat. Durch die
Kombination der Ergebnisse der Mitogenomuntersuchungen mit denen der
Felluntersuchungen gelang es, den Ausbreitungsweg der Asiatischen Goldkatze
vom kontinentalen Festland über die Malaysische Halbinsel bis nach Sumatra zu
belegen. Kapitel 2 und 3 stehen in engem inhaltlichen Zusammenhang, da sich
beide mit Vertretern der Gattung Prionailurus befassen. Kapitel 2 beschäftigt
sich mit der genetischen Struktur zweier mitochondrialer Linien der
Bengalkatze (Prionailurus bengalensis), einem Habitatgeneralisten. Auf der
Ebene mitochondrialer DNA kann die Bengalkatze klar in eine Kontinental- und
eine Sunda-Linie unterschieden werden. Die Kontinental-Linie setzt sich aus
drei Unterlinien zusammen (eine südindisch-indochinesische, eine nordindisch-
indochinesische, sowie eine fernöstliche), während die Sunda-Linie aus zwei
Unterlinien besteht, von denen eine auf Sumatra, Borneo und den Philippinen
und die andere auf Java und Bali vorkommt. Überraschenderweise gehören
Bengalkatzen auf der Malaysischen Halbinsel zu beiden Hauptlinien
(Kontinental- und Sunda-Linie). Für einen Habitatgeneralist, für den es auf
der Malaysischen Halbinsel keine Barrieren geben sollte, ist dieses Ergebnis
insofern überraschend, da eine solche Linien-Aufspaltung kennzeichnend für
beginnende Artbildungsprozesse ist. Daher werden in diesem Kapitel auch
mögliche Barrieren für den Genfluss diskutiert, deren Gegenwart die
Aufspaltung eines Habitatgeneralisten in Unterlinien begünstigt haben könnte.
Die Ergebnisse sind von taxonomischer Relevanz, da viele der bisher
beschriebenen Unterarten im mitochondrialen Erbgut nicht eindeutig abgebildet
sind. Eine Revision und zahlenmäßige Reduktion der bestehenden Unterarten wird
daher empfohlen. Kapitel 3 befasst sich mit der Flachkopfkatze (Prionailurus
planiceps), einer Schwesterart der Bengalkatze und ein Habitatspezialist für
Feuchtlandschaften. Die auf den Mitogenomen basierende phylogeographische
Analyse zeigt klar, daß es bereits innerhalb Sundalands eine Aufspaltung in
zwei abgegrenzte mitochondriale Linen gibt, deren Alter auf ~0,575 Millionen
Jahre datiert werden konnte. Die eine Linie umfasst Individuen der
Malaysischen Halbinsel und Sumatras, während die andere ausschließlich
Individuen Borneos umfasst. Interessanterweise erbrachte die Mitogenomanalyse
auch den Nachweis der Existenz von Unterlinien in beiden Hauptlinien, die auf
eine Unterbrechung des Genflusses innerhalb der Hauptlinien hinweisen. In der
sich anschließenden allgemeinen Diskussion fasse ich die Ergebnisse der
einzelnen Kapitel für die Habitatgeneralisten (Asiatische Goldkatze,
Bengalkatze) und die Habitatspezialisten (Borneo-Katze, Flachkopfkatze)
hinsichtlich deren genetischer Diversität und Differenzierung zusammen. Ich
gehe außerdem darauf ein, wie sich Generalisten und Spezialisten in ihren
Reaktionen auf die pleistozänen Klimaveränderungen und/oder Vikarianz-
Ereignisse und somit in ihren Ausbreitungsmöglichkeiten unterscheiden, was zu
ihren heutigen Verbreitungsgebieten führte.
de
dc.format.extent
133 Seiten
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Phylogeography
dc.subject
southeast Asia
dc.subject
evolution history
dc.subject
habitat generalist
dc.subject
habitat specialist
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::576 Genetik und Evolution
dc.title
“Generalists” & “Specialists”: Closely Related Felidae Species exhibit Diverse
Evolutionary Histories
dc.contributor.contact
riddhibio27@gmail.com
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Heribert Hofer
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Jörns Fickel
dc.date.accepted
2017-10-09
dc.date.embargoEnd
2017-10-16
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000105711-5
dc.title.translated
"Generalisten" und "Spezialisten": Eng verwandte Felidae Arten zeigen
verschiedene evolutionäre Geschichten
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
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FUDISS_thesis_000000105711
refubium.mycore.derivateId
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open access