text size

Evolution, ecology and systematics of symbiotic shrimps (Crustacea: Decapoda: Caridea)

Notice: I hereby declare that I am aware that the information acquired from theses published by Charles University may not be used for commercial purposes or may not be published for educational, scientific or other creative activities as activities of person other than the author.
Title:
Evolution, ecology and systematics of symbiotic shrimps (Crustacea: Decapoda: Caridea)
Title (in czech):
Evoluce, ekologie a systematika symbiotických krevet (Crustacea: Decapoda: Caridea)
Type:
Dissertation
Author:
Mgr. Ivona Horká, Ph.D.
Supervisor:
doc. RNDr. Adam Petrusek, Ph.D.
Opponents:
Mgr. Martin Fikáček, Ph.D.
prof. Tin-Yam Chan
Consultant:
prof. RNDr. Zdeněk Ďuriš, CSc.
Thesis Id:
82879
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Ecology (31-162)
Study programm:
Ecology (P1514)
Study branch:
-
Degree granted:
Ph.D.
Defence date:
16/02/2017
Defence result:
Pass
Publication of the thesis:
Attachment(s) of the thesis was(were) excluded from public domain.
Language:
English
Abstract (in czech):
Abstrakt Disertační práce je zaměřena na symbiotické vztahy krevet z infrařádu Caridea se zástupci z různých kmenů bezobratlých. V současné době je v rámci Caridea známo pět čeledí se symbiotickými druhy. Ekologický významná a druhově nejpočetnější je čeleď Palaemonidae, která podle tradičního pojetí zahrnuje i podčeleď Pontoniinae s většinou symbiotických druhů. Její zástupce můžeme nalézt ve slaných a brakických vodách, od mírného pásu po pás tropický, s nejvyšší druhovou diverzitou v Indo-západotichomořské geografické oblasti a západním Atlantiku. Disertační práce je rozdělena na dvě části, ekologicko-evoluční a systematickou. Ekologická část přináší nové poznatky o evoluci symbiotických vazeb u krevet z čeledi Palaemonidae. V Kapitole 1 jsme potvrdili, že kolonizace nového hostitele, mnohdy z jiného kmene, se u symbiotických krevet této skupiny v průběhu evoluce vyskytuje opakovaně a sehrává významnou roli při její diverzifikaci. Stejně tak přechod z ektosymbiotického způsobu života na endosymbiotický, spojený se vznikem adaptací souvisejících s celkovým tvarem těla, se v evoluci Palaemonidae objevuje opakovaně. Návrat k volnému způsobu života je vzácný a vyskytuje se výjimečně u fylogenetických linií s ektosymbiotickými zástupci. Výsledky fylogenetické analýzy mimo jiné ukázaly na polyfylii u několika rodů a nutnost hlubší systematické revize celé čeledi. V Kapitole 2 jsme prokázali s využitím fylogenetických analýz nápadný paralelismus u dvou nepříbuzných a geograficky vzdálených linií krevet „čističů“. Ačkoli jsou tyto krevety velmi podobné z hlediska morfologie, zbarvení a specifických prvků chování, vyskytují se zde nepatrné, ale významné odlišnosti. Kapitola 3 se zabývá určením povahy vztahu mezi krevetami a jejich hostiteli, mořskými houbami. U spongobiontních krevet jsme prokázali, že se vůči svým hostitelům chovají jako parazité. S využitím elektronové skenovací mikroskopie jsme zdokumentovali, že klepeta spongobiontních krevet mají typický tvar nůžek, a nesou stopy po intenzivním „stříhání“ hostitelských tkání. Analýza obsahu jejich žaludků zároveň potvrdila přítomnost sponginu a skleritů hostitele. Druhá část disertační práce zahrnuje popisy sedmi nových druhů krevet (Caridea). Většinu z nich tvoří symbiotické druhy čeledi Palaemonidae (5 dr.), další nové taxony jsou z čeledi Pandalidae (1 dr.) a Alpheidae (1 dr.). Kapitola 4 zahrnuje popisy dvou nových krevet rodu Hamodactylus (H. paraqabai, H. pseudaqabai) z čeledi Palaemonidae, které žijí v symbióze s „měkkými“ koráli (laločníky řádu Alcyonacea). Vzorky byly získány z Papuy Nové Guiney, Velkého bariérového útesu, Indonésie a Malajsie. Systematická pozice obou druhů byla potvrzena s využitím molekulárních znaků. Nový druh krevety z čeledi Alpheidae, Salmoneus chadwickae z Rudého moře (Kapitola 5), je pravděpodobně vázán na některé živočichy vyhrabávající si na dně norky. Kreveta S. chadwickae patří do skupiny druhů S. cristatus, její odlišnost od ostatních druhů byla potvrzena na základě morfologie i molekulárních znaků. Kapitola 6 zahrnuje popis nového druhu krevety Anachlorocurtis occidentalis (Pandalidae) z Rudého moře, která žije v symbiotickém vztahu s černými korály řádu Antipatharia. Morfologické rozdíly i molekulární analýza potvrdily vyčlenění nového druhu od zástupce A. commensalis ze severozápadního Pacifiku. Kapitoly 7-9 zahrnují tři nové spongobiontní krevety rodu Periclimenaeus popsané na základě morfologických znaků. Dva druhy (P. echinimanus a P. nufu) pocházejí z Indo-západotichomořské oblasti. Jeden druh (P. pectinidactylus) je popsán z Karibského moře.
Abstract:
Abstract This thesis is focused on symbiotic associations of caridean shrimps with a variety of marine animals of different phyla. Currently, five caridean families comprise symbiotic species. Palaemonidae (including the traditionally recognised subfamily Pontoniinae of predominantly symbiotic species) is the most species-rich and ecologically important of them. Its representatives live from temperate to tropical marine or brackish waters, with the highest diversity in the Indo-West Pacific biogeographic area and the western Atlantic. The thesis is composed of two parts, one focusing on ecology and evolutionary biology, the other on systematics. The first part consists of three studies providing new knowledge on the evolution of symbioses in palaemonid shrimps. We confirmed that inter-phylum host-switching events and colonization of new hosts likely played a major role in the evolution of palaemonid symbiotic shrimps and these evolved multiple times (Chapter 1). Similarly, the switching from ecto- to endosymbiotic mode, associated with new body forms and ecological adaptations, occurred several times in palaemonid evolution. Reversal back to a free-living mode is rare, occasionally observed among ectosymbiotic lineages. Our results also confirm the necessity of systematic revision of this group, demonstrating that some of the wide-ranging taxa are polyphyletic. In the Chapter 2, we highlight a striking parallelism in evolution of unrelated phylogenetic lineages of fish-cleaning palaemonid shrimps from different biogeographical regions. Despite their morphology, colouration and behaviour via specific signals to fish clients are similar, minor but important distinctions may be observed in all those aspects. The Chapter 3 is focused on elucidation of relation among sponge-associated shrimps and their hosts. We proved a parasitic character of trophic relation in sponge-associated shrimps. Based on detailed morphology using the scanning electron microscopy, we documented that their shear-like claws show evidence of intensive shearing of host tissues and, according to analyses of stomach contents, we demonstrate feeding on host tissues. The second part includes descriptions of seven new species of caridean shrimps. Majority of them comprise symbiotic species of Palaemonidae (5 spp.), Pandalidae (1 sp.), and Alpheidae (1 sp.). Two new coral-associated species of the palaemonid genus Hamodactylus (H. paraqabai, H. pseudaqabai) are described based on specimens from Papua New Guinea, the Great Barrier Reef, Indonesia and Malaysia (Chapter 4). Their systematic position is confirmed by molecular analyses. The new alpheid shrimp, Salmoneus chadwickae, from the Red Sea (Chapter 5) was probably associated with burrowing animals. It belongs to the S. cristatus species group and it is distinguishable from all congeners by morphology as well as molecular data. The Chapter 6 contains description of a new antipatharian-associated pandalid shrimp Anachlorocurtis occidentalis from the Red Sea. Morphological differences and molecular analysis supported its separation from A. commensalis from the north western Pacific. Finally, three new sponge-associated shrimps of Periclimenaeus were described based on morphological features (Chapters 7-9); two species from the Indo-West Pacific region (P. echinimanus and P. nufu), and one from the Caribbean Sea (P. pectinidactylus).
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Mgr. Ivona Horká, Ph.D. 37.07 MB
Download Attachment to the thesis Mgr. Ivona Horká, Ph.D. 35.4 MB
Download Abstract in czech Mgr. Ivona Horká, Ph.D. 168 kB
Download Abstract in english Mgr. Ivona Horká, Ph.D. 46 kB
Download Opponent's review Mgr. Martin Fikáček, Ph.D. 144 kB
Download Opponent's review prof. Tin-Yam Chan 2.47 MB
Download Defence's report 474 kB