Resumen de Ecology and conservation of Cephalota (Taenidia) deserticoloides (Codina, 1931) (Coleoptera, Cicindelidae)
- español
El uso de técnicas moleculares se ha convertido en una herramienta esencial para estudiar la biodiversidad. Es especialmente importante en relación con organismos amenazados, en los que evaluaciones de su diversidad genética, ecología y estado poblacional son necesarias para asegurar su supervivencia. Además, conocer las relaciones filogenéticas entre los organismos es esencial para establecer una clasificación coherente con su historia evolutiva. Recientemente, el ADN ambiental se ha convertido en una fuente importante de información sobre la biodiversidad que no requiere la perturbación de los taxones analizados.
El género de escarabajos tigre Cephalota, que incluye los subgéneros Cephalota y Taenidia, se distribuye desde el Mediterráneo hasta Asia central, incluyendo algunos endemismos amenazados restringidos a áreas reducidas de la península Ibérica. El origen de este género ha sido relacionado con el cierre del Mar de Tetis y la formación del Mediterráneo.
Cephalota deserticoloides es una especie endémica con distribución restringida a escasas localidades en el sureste ibérico, donde ocupa parches de estepa árida salina. Dado su alto nivel de fragmentación y su especialización ecológica, se asume que sus poblaciones están aisladas. Aunque considerada vulnerable, se conoce poco sobre su dinámica real y su nivel de riesgo. La capacidad de detectar su presencia e identidad es primordial para su manejo, pero es fácil confundir sus larvas con las de C. littorea.
El principal objetivo de esta tesis es ofrecer una aproximación al conocimiento sobre la evolución de C. deserticoloides, comenzando con su origen en el seno del género paleártico Cephalota, y centrándose después en la dinámica interna y la relación entre sus poblaciones.
En el primer capítulo, se infiere un árbol filogenético de once especies de Cephalota. Las relaciones filogenéticas observadas entre las especies contradicen las hipótesis previamente formuladas acerca de la evolución de este grupo. Además, los resultados no apoyan la sistemática establecida para este género, sugiriendo que el subgénero Taenidia no es monofilético. El origen de Cephalota se remonta a hace 13.5 millones de años, una vez que el Mediterráneo ya estaba formado. Se proponen hipótesis alternativas relacionadas con los cambios en el hábitat adecuado para este grupo halófilo, causados por el nivel fluctuante del Mediterráneo.
En el segundo capítulo, se usan dos enfoques para evaluar la dinámica poblacional y origen de C. deserticoloides, combinando el análisis filogeográfico con el de morfometría geométrica. Los resultados indican que C. deserticoloides se compone de un pequeño grupo de poblaciones con escaso contacto entre ellas. Estos resultados mejoran nuestro entendimiento de la especie y su dinámica ecológica, y permitirán mejorar el manejo y protección tanto de la estepa salina como de C. deserticoloides.
En el tercer capítulo, se usa ADN ambiental para muestrear de forma no invasiva larvas de cicindélidos. Se desarrolla un protocolo novedoso para diferenciar entre C. deserticoloides y C. littorea tomando muestras de suelo de las galerías larvarias. Los resultados confirman la validez de este método para separar ambas especies y generan nuevas hipótesis acerca de la abundancia y repartición del nicho entre ellas.
Finalmente, en el cuarto capítulo se estima el tamaño poblacional de una población de C. deserticoloides mediante métodos de marcaje y recaptura. Las observaciones indican que C. deserticoloides ocupa un nicho reducido, separado de especies coexistentes. El área considerada soporta una densidad alta de estos escarabajos tigre, comparable a las de otras especies amenazadas. Estos resultados ayudarán a evaluar el estado de conservación de C. deserticoloides y a sentar las bases para medidas de protección a largo plazo.
- English
The use of molecular techniques has become an essential tool to study biological diversity. This is especially important in endangered organisms, where a detailed assessment of their genetic diversity, ecology, and populational status are needed in order to design effective management measures to ensure their survival. Additionally, knowledge of the phylogenetic relationships of organisms is essential for establishing a taxonomic classification coherent with its evolutionary history. Recently, environmental DNA has become an essential source of information about biodiversity that does not require an invasive disturbance of the analyzed taxa. The tiger beetle genus Cephalota, including the subgenera Cephalota and Taenidia, is distributed from the Mediterranean Sea to Central Asia, and includes some endangered endemisms restricted to reduced areas in the Iberian Peninsula. The genesis of this genus has been related to the closure of the Tethys Ocean and the formation of the Mediterranean Sea. Cephalota deserticoloides is an endemic species, with a distribution restricted to a few sites in south eastern Spain, where it occupies only the patchy arid saline steppe type habitat. Due to this high level of patchiness and ecological specialization, its current populations are assumed to be local and isolated. Although regarded as vulnerable, very little is known about its actual population dynamics and degree of endangerment. A capability to assess its presence and identity is paramount to its management, but is confounded by the very similar co-occurrent larvae of C. littorea. The main objective of this thesis is to offer an approach to the knowledge of the evolution of C. deserticoloides, starting with its origin within the Palearctic genus Cephalota, then to focus on the internal dynamics and the relationship between its populations. In the first chapter, a phylogenetic tree of eleven Cephalota species is inferred. The observed phylogenetic relationships between these species challenges the hypotheses previously formulated about the evolution of this group. Additionally, the results do not support the established systematics of this genus, suggesting that the subgenus Taenidia is not monophyletic. The origin of Cephalota is dated back to 13.5 million years ago, once the Mediterranean Sea was already formed. Hypotheses concerning the changes on the suitable habitat for this halophile group caused by fluctuating levels of the Mediterranean Sea are proposed. In the second chapter, we use a twofold approach to assess the population dynamics and origin of C. deserticoloides, combining genetic-based phylogeography with a geometric morphometric approach. The results attest that C. deserticoloides is a small group of isolated populations with little contact with each other. These results improve our understanding of the species and its ecological dynamics, which will enable an improved management and protection of the Iberian saline steppe and of C. deserticoloides. In the third chapter, we use of environmental DNA to conduct a non-invasive sampling of tiger beetle larvae. A novel protocol is developed to discriminate between C. deserticoloides and C. littorea soil-bound genetic material from larval burrows. The observed results confirm the ability of this method to separate both species and give rise to new hypotheses regarding relative abundance and niche partitioning between them. Finally, in the fourth chapter, mark-recapture estimates of total population size are presented for one population of Cephalota deserticoloides. The observations gathered indicate that C. deserticoloides makes a narrow use of the habitat available, with activity peaks that are separated from co-occurrent species. The area under consideration holds a relatively dense tiger beetle population, numerically comparable to those of other endangered cicindelids. These results will help assess the conservation state of C. deserticoloides and set the stage for more long-term efforts to analyse its population viability for protective measures.
