Projekti / Programi
Nastanek svetovne vroče točke podzemeljske vrstne pestrosti - izvor postranic Dinarskega krasa
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.03.00 |
Naravoslovje |
Biologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B320 |
Biomedicinske vede |
Sistematična zoologija, sistematika, zoogeografija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.06 |
Naravoslovne vede |
Biologija |
speciacija, vrstna pestrost, Niphargus, paleogeografija, Dinarski kras, podzemeljski habitati, vroča točka
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
35367 |
dr. Teo Delić |
Biologija |
Vodja |
2018 - 2020 |
0 |
Organizacije (1)
Povzetek
Območje Mediterana je prepoznano kot svetovana vroča točka biotske pestrosti. Biotsko pestrost območja tradicionalno razlagamo z vplivom klimatskih sprememb v obdobju pleistocena (2.5 milijonov let – 11 700 let nazaj), ter povezujemo z mehanizmoma, ki ustvarjata vrstno pestrost – disperzijo in izumiranje. Tretji mehanizem, speciacija, ostaja medtem prezrt in slabo razumljen. Več študij je pokazalo, da imajo speciacijski dogodki pred obdobjem pleistocena pomembno vlogo pri oblikovanju vrstne pestrosti. Tovrstna neujemanja kličejo po študijah, ki vključujejo drugačne vzorce vrstne pestrosti kot sicer prevladujejo, obravnavajo speciacijo kot pomemben generator vrstne pestrosti in razloge za obstoječe vzorce iščejo v bolj oddaljeni preteklosti kot običajno.
Podzemeljske živali ponujajo edinstven model za študije speciacije, še posebej, če so te izvedene v globalni vroči točki podzemeljske pestrosti – na Dinarskem krasu. Procesi in mehanizmi, ki so vodili do nastanka te edinstvene vroče točke, so večinoma neznani. Ker so disperzijske zmožnosti podzemeljske favne zmanjšane, lahko pričakujemo, da bodo dokazi o preteklih speciacijski dogodki v podzemlju bolj jasni kot pri površinskih živalih. Zato bomo vprašanja o relativnem pomenu speciacije raziskali na primeru rodu podzemeljskih postranic Niphargus. To je vrstno najbolj bogat rod sladkovodnih postranic na svetu. Poseljujejo večinoma podzemeljske vode, najvišjo vrstno pestrost pa dosežejo ravno na območju Dinarskega krasa. Zanimivo je, da se nekateri širše razširjeni kladi v Dinaridih pojavljajo tudi v Apeninih; govorimo o posebni, transjadranski razširjenosti. Načela teorije otoške biogeografije bomo uporabili na primeru podzemnih kraških območij Dinarskega krasa, ki jih bomo smatrali analogne otokom, in testirali, kako so paleogeografski dogodki vplivali na vrstno pestrost in hitrost diverzifikacije rodu Niphargus v Dinaridih. Natančneje, raziskovali bomo vpliv štirih pomembnejših paleogeografskih dogodkov na diverzifikacijo rodu:
1. Kolizija Dinarske karbonatne platforme z Evropskim ozemljem;
2. Nastanek in propad sistema Dinarskih jezer v miocenu;
3. Mesinijska slanostna kriza in;
4. Izmenjava ledenih in medledenih dob v času pleistocena.
Analizirali bomo štiri klade rodu Niphargus, razširjene na obeh straneh Jadranskega morja. Ti bodo predstavljali štiri neodvisne ponovitve, kar omogoča izvedbo robustnih primerjalnih analiz. Prostorsko časovna analiza vzorcev diverzifikacije bo poudarila paleogeografske dogodke, ki so značilno vplivali na procese speciacije v Dinaridih. Filogenetsko strukturo in dogodke speciacije znotraj izbrani kladov bomo razkrili s pomočjo molekularne filogenije, časovno kalibrirane filogenije ter eno in več markerske delimitacije vrst. Predniška območja razširjenosti bomo ocenili glede na današnjo razširjenost vrst. Končno bomo analizirali relativni doprinos paleogeografskih dogodkov k speciaciji v skupni primerjalni analizi.
Dvoletni projekt bo orgaiziran v šest delovnih sklopov. Rezultati projekta bodo omogočili vzpostavitev vezi med paleogeografskimi dogodki v jugovzhodni Evropi in vzorci ter ritmom speciacije znotraj rodu Niphargus v Dinaridih. Povezovanje obstoječih vzorcev z mehanizmi bo omogočilo zaključke o vplivu stopnje in vzorcev speciacije na nastanek podzemeljske vroče točke Dinarskega krasa. Posredno nam bo omogočen vpogled v sedanje in pretekle hidrološke povezave znotraj Dinarskega krasa. Prav tako bomo razkrili regionalne centre diverzifikacije rodu, ter tako omogočili vključitev le teh v naravovarstvo. Vključitev podzemeljske vodne favne v primerne naravovarstvene okvirje je izrednega pomena, saj so podzemeljske vode najpomembnejši vir pitne vode v državah vzdolž Dinarskega krasa.
Pomen za razvoj znanosti
Pomen predlaganega projekta in njegovih rezultatov je večplasten. Speciacija je ena glavnih tem v raziskovanju biotske pestrosti. Zaključki o preteklih speciacijskih dogodkih so lahko, zaradi vpliva bioloških procesov ki sledijo speciaciji, npr. post speciacijske disperzije, zavajajoči. Zaradi malih disperzijskih zmožnosti našega modelnega sistema – postranic iz rodu Niphargus, so zaključki o preteklih speciacijskih dogodkih bolj jasni, kar lahko privabi širšo znanstveno srenjo. Razumevanje okoliščin, ki so povzročile speciacijo v enem delu sveta, v drugem pa ne, prispeva k razumevanju splošnih vzorcev biodiverzitete in nastanka vročih točk biotske pestrosti. Rezultati našega projekta bodo prispevali k naslednjim raziskovalnim področjem:
1. Študija bo ustvarila povezavi med paleogeografskimi dogodki v JV Evropi, predvsem Dinarskem krasu in Apeninih, ter vzorci in tempom speciacije podzemeljskega rodu postranic Niphargus. Vzpostavitev tovrstnih povezav na našem modelu bo imelo širši vpliv ter pomembnost za raziskovanje podzemeljske favne. Študija bo zlahka razširjena na kontinentalno raven, kar bo omogočilo razumevanje vpliva speciacije na nastanek globalnih vzorcev vrstne pestrosti.
2. Predlagana filogenetsko-paleogeografska osnova se lahko uporabi v študijah podzemeljskih taksonov s podobno geografsko razširjenostjo (podzemeljski rodovi rakov enakonožcev Proasellus ali Monolistra, ter podzemeljskih hroščev Leptodirini itd.), ali pa razširi na širša geografska območja.
3. Zaradi uporabe paleogeografskih podatkov, bo naša študija imela povraten vpliv. Dobro podprta filogenija ciljne skupine in sklepi o sedanjih ter zgodovinskih povezavah med geografskimi območji, bodo omogočili vpogled v hidrološke povezave na območju Dinarskega krasa. Nekatere izmed hidroloških povezav so danes, zaradi turbulentne zgodovine območja, zaznavne le z uporabo biomarkerjev kot so, v našem primeru, podzemeljske živali.
4. Moderni pristopi v varstvu narave skušajo pretekle in prihodnje dogodke čim bolje vključiti v naravovarstvene strategije. Zato bi identifikacija centrov diverzifikacije in njihova vključitev v naravovarstvene strategije oznanila korak k bolj sodobnem varstvu narave.
5. In za konec. Rezultati naše študije in njena edinstvenost v svetovnem merilu bodo prispevali k prepoznavnosti in vplivu speleobiologije kot vede, saj bo demonstrirala zmožnosti le te v razreševanju splošnih in relevantnih znanstvenih vprašanj. Zaradi opisa prvih podzemeljskih vrst na naših tleh, slovi Slovenija kot »Zibelka speleobiologije«. Zato bo naša študija, s kombinacijo prostorskih, filogenetskih in paleogeografskih pristopov, povečala prepoznavnost in pomen Slovenskih raziskav na svetovni ravni ter omogočila podajanje smernic za nadaljnje raziskave na raziskovalnem področju.
Pomen za razvoj Slovenije
The potential benefits of the proposed project and its results are manifold. Speciation is one of the central topics of biodiversity research. Inferences of past speciation are demanding, as it is often masked by other biological processes such as post-speciation dispersal. Due to small dispersal possibilities in subterranean fauna, our study system - amphipod genus Niphargus, has relatively low masking effect, and may attract a broader scientific community. Investigations of factors that led to speciation and diversification of species in some parts of the world, while not in others, contributes greatly to understanding of general biodiversity patterns and existence of species richness hotspots. Further on, we list the directions of research that could derive directly from results of this project:
1. The presented study will link paleogeographic events in SE Europe, namely Dinaric Karst and Apennines, with the patterns and rates of speciation in a subterranean amphipod genus Niphargus. Establishing these links on our model system has wider applicability and importance for subterranean fauna. The study could be expanded to the entire Europe, importantly adding to our understanding of how variation in speciation affects global biodiversity patterns.
2. The proposed phylogenetic-paleogeographic template can be directly adapted to studies of other subterranean taxa with similar distributions (subterranean taxa like isopods Proasellus, Monolistra, leptodirine beetles etc.) or additionally expanded into studies of broader geographic scales.
3. Due to the use of paleogeographic data, the usability of our results will have reciprocal effects. Well resolved phylogenies of subterranean taxa and inferences of present or historical connections between geographical regions, will enable insights into past and present hydrological connections within the Dinaric Karst. Due to the turbulent paleographic history of the area, some of the past hydrological connections can be recognized only by using the biomarkers such as subterranean animals.
4. Modern trends in nature conservation increasingly explore how present or past processes could be incorporated into conservation strategies. Identification of regional centers of diversification and their incorporation into nature conservation strategies would be a step towards the contemporary nature conservation.
5. Last but not least, the results of this study, and its uniqueness on a world scale, will promote and increase the importance of speleobiology as a research discipline, as it will demonstrate the opportunities it offers in resolving general and relevant scientific questions. Slovenia is recognized as a “cradle of spelobiology”, as the first discoveries offsetting the discipline started herein. Our study and its innovative approach in combining species distribution, phylogenetical and paleogeological data will further support this leadership in promoting the discipline, and in showing the future direction it could take in a new area of research questions on the world level.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
