Molekulárně-cytogenetická analýza adaptivní radiace gekonů rodu Paroedura (Squamata:Gekkota)

• Thesis title in Czech: Molekulárně-cytogenetická analýza adaptivní radiace gekonů rodu Paroedura (Squamata:Gekkota)
• Thesis title in English: Molecular cztogenetic analysis of adaptive radiation in the gecko genus Paroedura (Squamata:Gekkota)
• Key words: Gekkota, Paroedura, cytogenetika, fylogeneze, karyotypová evoluce, adaptivní radiace, chromozomové přestavby, pohlavní chromozomy
• English key words: Gekkota, Paroedura, cytogenetics, phylogeny, karyotype evolution, adaptive radiation, chromosomal changes, sex chromosomes
• Academic year of topic announcement: 2011/2012
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Ecology (31-162)
• Supervisor: prof. Mgr. Lukáš Kratochvíl, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor, waiting for guarantor's approval
• Date of registration: 28.11.2011
• Date of assignment: 28.11.2011
• Date of electronic submission: 15.08.2013
• Date of proceeded defence: 16.09.2013
• Opponents: RNDr. František Šťáhlavský, Ph.D.
• Advisors: RNDr. Martina Johnson Pokorná, Ph.D.

Preliminary scope of work

Rod Paroedura tvoří 17 dosud popsaných druhů endemických na Madagaskaru a Komorských ostrovech, kde prodělali výraznou adaptivní radiaci. Rod je monofyletický a existuje pro něj dobře podpořená hypotéza o fylogenetických vztazích. Jednotlivé druhy se podstatně liší velikostí i tvarem těla a typem habitatu, některé druhy se vyskytují sympatricky. Rod Paroedura patří do cytogeneticky málo prozkoumané čeledi Gekkonidae, která vykazuje vysokou variabilitu ve způsobech určování pohlaví a na rozdíl od bazálních linií gekonů značnou variabilitu v počtu a morfologii chromozomů. Dosud byly publikovány karyotypy pouze dvou druhů rodu (P. picta, P. sp.). Cílem mé diplomové práce bylo popsat karyotypy obou pohlaví všech dostupných zástupců rodu pomocí klasických i molekulárně cytogenetických metod, provést fylogenetickou analýzu karyotypové evoluce a chromozomálních přestaveb v rámci rodu za účelem posouzení významu těchto přestaveb během adaptivní radiace, a snaha detekovat pohlavní chromozomy.
Podařilo se mi získat karyotypy obou pohlaví u devíti druhů, zastupujících většinu hlavních fylogenetických linií rodu. Na základě výsledků můžeme rozdělit druhy do tří skupin podle diploidního počtu chromozomů a vzájemné podobnosti v morfologii makrochromozomů. U šesti druhů (P. masobe, P. karstophila, P. oviceps, P. stumpffi, P. lohatsara, P. picta) jsem pozorovala diploidní počet 2n=36 s největším párem makrochromozomů akrocentrickým či subtelocentrickým, třetím párem submetacentrickým a všemi ostatními chromozomy akrocentrickými. Dva druhy (P. bastardi, P. ibityensis) mají karyotyp 2n=34 s prvním i třetím párem submetacentrickým a všemi ostatními akrocentrickými. P. gracilis se s karyotypem 2n=38 a všemi chromozomy akrocentrickými zcela liší. Použitím metody FISH s telomerickou sondou jsem získala u většiny druhů signály pouze v telomerických oblastech. Intersticiální telomerické signály byly detekovány u P. stumpffi a P. bastardi. C-pruhováním v kombinaci s barvením DAPI jsem odhalila homomorfní pohlavní chromozomy typu ZZ/ZW s výrazně heterochromatinizovaným W u pěti druhů. Závěry fylogenetické analýzy získaných dat prezentuji v diskuzi.

Preliminary scope of work in English

Paroedura genus includes 17 described species endemic to Madagascar and the Comoros Islands, where they went through a significant adaptive radiation. The genus Paroedura is monophyletic and well supported hypothesis on phylogenetic relationships among its species was published. Species vary considerably in body size and morphology and in preferences for habitat, some species live in sympatry. The genus Paroedura belongs to cytogenetically poorly studied family Gekkonidae which exhibits high variability in modes of sex determination and in comparison with basal gecko lineages, also considerable variability in the chromosome number and morphology. Karyotypes of only two species of the genus (P. picta, P. sp.) have been published. The aim of my thesis was to describe karyotypes of both sexes in all available species of the genus using conventional and molecular cytogenetic methods, to perform the phylogenetic analysis of karyotype evolution and chromosomal rearrangements in the genus, to assess the role of these rearrangements in the speciation of the genus and to detect sex chromosomes.
I acquired karyotypes of both sexes in nine species representing the most of major phylogenetic lineages of the genus. According to the results, species can be divided into three groups according to diploid chromosome number and similarity of macrochromosome morphology. In six species (P. masobe, P. karstophila, P. oviceps, P. stumpffi, P. lohatsara, P. picta) I observed diploid chromosome number 2n=36 with the largest pair of macrochromosomes acrocentric or subtelocentric, the third pair submetacentric and all other chromosomes acrocentric. Two species (P. bastardi, P. ibityensis) have karyotype of 2n=34 with the first and the third pair submetacentric and all other acrocentric. P. gracilis completely differs with the karyotype 2n=38 and all macrochromosomes acrocentric. Using the FISH with the telomeric probe I mostly obtained the signal only in the telomeric regions. The intersticial telomeric signals were detected in P. stumpffi and P. bastardi. C-banding in combination with DAPI staining uncovered homomorphic ZZ/ZW sex chromosomes with heterochromatinized W chromosome in five species. The results of phylogenetic analysis of the data are presented in the discussion.