Οικολογία και φυλογεωγραφία των σκορπιών του Νοτίου Αιγαίου

 
This item is provided by the institution :
University of Crete
Repository :
E-Locus Institutional Repository
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share



2009 (EN)
Ecology and Phylogeography of scorpions (Arachnida) of the South Aegean area (Greece)
Οικολογία και φυλογεωγραφία των σκορπιών του Νοτίου Αιγαίου

Στάθη, Ιάσμη
Stathi, Iasmi

Μυλωνάς, Μωησής

Στο Αρχιπέλαγος του Αιγαίου πολλοί χερσαίοι οργανισμοί εμφανίζουν έντονη ποικιλομορφία, που οφείλεται κυρίως στην έντονη γεωλογική ιστορία του. Η γεωλογική ιστορία του Αιγαίου καθώς και η παλαιογεωγραφία του έχουν μελετηθεί αρκετά ώστε να προσφέρουν επαρκές υλικό για μελέτες βιογεωγραφίας και φυλογένεσης χερσαίων οργανισμών. Ταυτόχρονα, ο έντονος νησιωτισμός του προσφέρει ποικίλα αλλά και περιορισμένα γεωγραφικά οικοσυστήματα, στα οποία μπορούν να μελετηθούν οικολογικά στοιχεία οργανισμών, όπως δομή πληθυσμών, επίδραση αβιοτικών παραγόντων σε αυτούς, προσαρμογές κ.ά. Έτσι, δικαιολογημένα, η περιοχή του Αιγαίου θεωρείται ζωντανό εργαστήριο, ιδανικό για βιογεωγραφικές, εξελικτικές και οικολογικές μελέτες χερσαίων οργανισμών. Τέτοιοι χερσαίοι οργανισμοί, που εμφανίζουν ποικιλομορφία στη μορφή και στις οικολογικές απαιτήσεις είναι και οι σκορπιοί. Οι σκορπιοί είναι ζώα που ανήκουν στο φύλο των αρθροπόδων και στην ομοταξία των αραχνιδίων. Στην περιοχή του Αιγαίου υπάρχουν τρεις οικογένειες σκορπιών, Buthidae, Iuridae και Euscorpiidae, οι οποίες είναι ελάχιστα μελετημένες μέχρι σήμερα. Στην παρούσα διατριβή χρησιμοποιήθηκαν οι σκορπιοί ως εργαλεία, ώστε να γίνει μια συγκριτική μελέτη για τις προσαρμοστικές και εξελικτικές τους τάσεις που εμφανίζονται στο αρχιπέλαγος του Αιγαίου. Οι τρεις βασικοί στόχοι της διατριβής ήταν: 1) να αποσαφηνιστεί η μέχρι σήμερα κατάσταση της συστηματικής και της κατανομής των σκορπιών στο Αιγαίο, συγκεντρώνοντας όλη τη σχετική βιβλιογραφία και κάνοντας μια βιβλιογραφική ανασκόπηση στην υπάρχουσα γνώση, 2) να διερευνηθούν οι οικολογικές απαιτήσεις και οι προσαρμοστικές τάσεις των σκορπιών στα διάφορα ενδιαιτήματα και 3) να προσεγγιστεί η φυλογένεση/φυλογεωγραφία των τριών οικογενειών σκορπιών στην περιοχή του Αιγαίου. Η βιβλιογραφική ανασκόπηση έδειξε ότι στον ελληνικό χώρο αναφέρονται τα είδη: οικογένεια Buthidae: Mesobuthus gibbosus, οικογένεια Iuridae: Calchas nordmanni και Iurus dufoureius και οικογένεια Euscorpiidae: Euscorpius italicus, E. naupliensis, E. sicanus, E. hadzii, E. koschewnikowi, E. tergestinus και «E. carpathicus complex». Στην Κρήτη υπάρχουν τρία είδη, το M. gibbosus, το E. carpathicus candiota και το I. dufoureius. Η οικολογική προσέγγιση των τριών ειδών της Κρήτης έδειξε ότι το E. c. candiota είναι περισσότερο υγρόφιλο από το M. gibbosus και επικρατεί έναντι του δεύτερου στις υγρότερες περιοχές. Η αντοχή του σε χαμηλές θερμοκρασίες το καθιστά ικανό να εποικίσει μεγάλα υψόμετρα (μέχρι και 2.100m στα Λευκά Όρη) και να μετατοπίσει την εποχή της μέγιστης δραστηριότητάς του κατά τους φθινοπωρινούς μήνες, αντιμετωπίζοντας έτσι πιθανό ανταγωνισμό και θήρευση από το μεγαλύτερο και επιθετικότερο M. gibbosus. Το M. gibbosus είναι καθαρά θερμόφιλο και ξηρόφιλο ζώο, βρίσκεται σε μεγάλες πυκνότητες στην Κρήτη και δραστηριοποιείται το καλοκαίρι. Το I. dufoureius προτιμά αρκετά υγρούς και με πυκνή βλάστηση βιότοπους και φαίνεται ότι οι περισσότερες δραστηριότητές του εξελίσσονται μακριά από την επιφάνεια του εδάφους. Η αναπαραγωγική περίοδος και για τα τρία είδη σηματοδοτείται από τη μέγιστη κινητικότητα των αρσενικών, ενώ η περίοδος κυοφορίας των θηλυκών και γέννησης των μικρών φαίνεται να κυμαίνεται ανάμεσα στα είδη. Πιο συγκεκριμένα, από τη μελέτη για τα οικολογικά στοιχεία που αφορούν το M. gibbosus προέκυψαν τα εξής: η πυκνότητα του ενεργού πληθυσμού συσχετίζεται θετικά με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος, την ψυχρή περίοδο τα ώριμα άτομα εμφανίζουν χαμηλό μεταβολικό ρυθμό, τα ανώριμα άτομα δραστηριοποιούνται όλο το χρόνο, η εποχική δραστηριότητα των ώριμων ατόμων πιθανά συγχρονίζεται με τη διαθεσιμότητα τροφής, ενώ αυτή των ανώριμων με την αποφυγή του ενδοειδικού ανταγωνισμού, η αναπαραγωγική περίοδος είναι το καλοκαίρι, εμφανίζουν μια μορφή «κοινωνικότητας», η επιλογή καταφυγίου γίνεται με βάση το φύλο, την ηλικιακή κλάση, το ολικό μήκος του σώματος και το μήνα. Όσον αφορά τη διαφοροποίηση και τις προσαρμοστικές τάσεις του γένους Euscorpius φάνηκε ότι ο πληθυσμός της Κρήτης εμφανίζει το μεγαλύτερο αριθμό τριχοβοθρίων στην patella της ποδοπροσακτρίδας (TPT) αλλά και δοντιών στα χτένια σε σχέση με τους πληθυσμούς της υπόλοιπης Ελλάδας, ενώ ο πληθυσμός της Πελοποννήσου εμφανίζει τον μικρότερο αριθμό δοντιών στα χτένια και το μικρότερο σωματικό μέγεθος, γεγονός που παραπέμπει στην υπόθεση οι δύο πληθυσμοί πιθανά να αντιστοιχούν σε δύο διαφορετικά είδη. Επιπλέον, η ικανότητα του γένους να επιβιώνει σε μεγάλα υψόμετρα δείχνει ότι πιθανά έχει την ικανότητα υπερψύξης (supercooling) και τέλος με την αύξηση του υψομέτρου αυξάνονται ο αριθμός των τριχοβοθρίων TPT και ο αριθμός των δοντιών στα χτένια, που είναι βασικά αισθητήρια όργανα, καθώς και ο λόγος P/M που δείχνει τη διαθεσιμότητα τροφής. Η ανάλυση της φυλογεωγραφίας των σκορπιών του ελληνικού χώρου έδειξε ότι τα πρότυπα που εμφανίζουν ταιριάζουν με τα παλαιογεωγραφικά γεγονότα της περιοχής, ενώ παράλληλα προέκυψαν και κάποια νέα στοιχεία που αφορούν πιθανές χερσαίες συνδέσεις κατά το Μειόκαινο. Πιο συγκεκριμένα, φαίνεται ότι οι σκορπιοί του αιγαιακού χώρου αρχίζουν να διαφοροποιούνται από το σχηματισμό της μεσοαιγαιακής τάφρου κατά το Μέσο Μειόκαινο. Στο γένος Iurus παρατηρείται διαχωρισμός σε δύο κλάδους, ανατολικό και δυτικό, οι οποίοι φαίνεται να αντιστοιχούν σε δύο είδη και όχι υποείδη, όπως αναφέρονταν μέχρι σήμερα. Όσον αφορά το M. gibbosus, υποδεικνύεται η ύπαρξη τριών κλάδων, που ομαδοποιούνται σε νησιωτικούς και ηπειρωτικούς πληθυσμούς. Τέλος, η ανάλυση για το Euscorpius δείχνει ότι στο χώρο του Αιγαίου τα είδη του γένους αυτού και οι κατανομές τους δεν είναι όπως έχουν περιγραφεί στη βιβλιογραφία. Το σίγουρο είναι ότι κάποια νησιά ή/και συμπλέγματα νησιών φέρουν διαφορετικά είδη από αυτά που αναμενόταν με βάση τη βιβλιογραφία και το ίδιο ενδεχομένως ισχύει και για κάποιες ηπειρωτικές περιοχές, με πιο έντονα παραδείγματα αυτά της Σκύρου και του συμπλέγματος της Τήνου-Άνδρου. Έτσι, από τη φυλογεωγραφική ανάλυση, τα είδη των σκορπιών στο χώρο του Αιγαίου θα μπορούσαν να διαμορφωθούν ως εξής: • Οικογένεια Iuridae: Iurus asiaticus (ανατολικά) και Iurus dufoureius (δυτικά) • Οικογένεια Buthidae: Mesobuthus sp. (ανατολικά νησιά) Mesobuthus gibbosus (υπόλοιπο Αιγαίο) • Οικογένεια Euscorpiidae: Euscorpius candiota (Κρήτη, Κύθηρα), Euscorpius naupliensis (Πελοπόννησος, Ζάκυνθος), Euscorpius sicanus (Πρασονήσι, Αστυπάλαια, κεντρική- ανατολική Ελλάδα), Euscorpius sp1. (Σκύρος) και Euscorpius sp2. (ανατολικά νησιά, Κυκλάδες). (EL)
The complex geological history of the Aegean Archipelago where multiple geological events of land connections took place during the late Tertiary, have likely contributed to the diversification and distribution of many terrestrial animals. Connections offered opportunities for biological dispersal, while submergence of land bridges brought about distributive isolation among related taxa. The well known geological history and the palaeogeography of the Aegean Archipelago offers the bases for many biogeographical and phylogenetic studies of terrestrial animals in the area. Scorpions are terrestrial animals, that show such high variability that they can be considered as appropriate model organisms for studies of biogeography, ecology and phylogeny. In the Aegean Archipelago there are three families of scorpions (Buthidae, Iuridae and Euscorpiidae) that are not very well-studied. In this thesis, scorpions were used as tools for a comparative study on the adaptive and the evolutionary trends that appear in the Aegean Archipelago. The three basic aims of this dissertation were: a) to make a review on the systematics and diversity of scorpions in the Aegean Archipelago, gathering all relevant literature, b) to survey the ecological demands and the adaptive trends of scorpions in several habitats, and c) to approach the phylogeny/phylogeography of the three scorpion families of the Aegean Archipelago The bibliographic review showed that the following species are referred from Greece: Family Buthidae: Mesobuthus gibbosus. Family Iuridae: Calchas nordmanni and Iurus dufoureius. Family Euscorpiidae: Euscorpius italicus, E. naupliensis, E. sicanus, E. hadzii, E. koschewnikowi, E. tergestinus and «E. carpathicus complex». Specifically in Crete there are three species: M. gibbosus, E. carpathicus candiota and I. dufoureius. The ecological survey revealed that E. c. candiota is more hydrophilic than M. gibbosus, so it appears in higher densities in places with higher humidity. Moreover, due to its cold hardiness, it can survive at high altitudes (1650 m and 2100 m) and shift its activity towards autumn. By this adaptation, it probably avoids the bigger and more aggressive M. gibbosus, which might prey on it. M. gibbosus is thermophylic and xerophylic, it appears in high densities in Crete and the peak of its activity is in summer. I. dufoureius prefers rather humid biotopes with dense vegetation. Its surface activity is very limited, which means either that its population is very small or that it is an obligate fossorial animal that comes on the surface of the ground very rarely. The reproductive period of all three species is signaled by the peak of the activity of the males, which come on the surface searching for a mate. The gestation and the birth periods seem to vary among the species. More specifically, the ecological study on M. gibbosus showed that the density of the active population is positively correlated with the environmental temperature, the mature individuals show low metabolic rhythms during the cold period, the immature individuals are active throughout the year, the seasonal activity of mature individuals is possibly synchronized with the food availability, while that of the immature is synchronized with the avoidance of intra-specific competition. The reproductive period is in summer, they show some kind of sociality and the shelter selection is based on the sex, the age class, the total body length and the month. As for the differentiation and the adaptive trends of the genus Euscorpius, it has become clear that, among the Greek populations, the cretan population exhibits the highest number of trichobothria on the patella of the pincers (TPT) and the most pectinal teeth, while the population of Peloponnese has the less pectinal teeth and the less total body length, differences that indicate that the two populations may belong to different species. Additionally, the ability of the genus to survive in high altitudes suggests that it might have the ability of supercooling. Lastly, with the increase of the altitude, the number of TPT and the number of pectinal teeth (i.e. sense organs) as well as the ratio P/M (i.e. food availability) increase too. The phylogeography of the Greek scorpions showed that the phylogenetic patterns fit to the main palaeogeographic events of the Aegean Archipelago. Nevertheless, new data indicate some possible land connections during the Miocene. More precisely, scorpions started to differentiate in the Aegean during the formation of the Mid-Aegean trench in the Middle Miocene. For the genus Iurus, two clades were formed, the east and the west, which seem to correspond in two different species and not subspecies, as it was formerly believed. At M. gibbosus phylogenetic tree, there are three clades that are grouped in island and mainland populations. Finally, the Euscorpius phylogeny revealed a completely different story from the one known to date: in some islands or group of islands the species were not the expected ones, based on literature, and this may be the case for some mainland populations as well. The most obvious example is the populations from Skyros island and Tinos-Andros island group that behave as completely isolated lineages. Resuming the phylogenetic analysis, the species of scorpions in the Aegean Archipelago could be reformed as following: • Family Iuridae: Iurus asiaticus (east) και Iurus dufoureius (west) • Family Buthidae: Mesobuthus sp. (Eastern Aegean islands) Mesobuthus gibbosus (rest of the Aegean region) • Family Euscorpiidae: Euscorpius candiota (Crete, Kythira), Euscorpius naupliensis (Peloponnese, Zakynthos), Euscorpius sicanus (Prasonisi, Astypalaia, Central-Eastern Greece), Euscorpius sp1. (Skyros isl.) και Euscorpius sp2. (Eastern Aegean islands, Cyclades). (EN)

text

συστηματική οικολογία
Mesobuthus
Euscorpius
Iurus

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)

2009-02-19




*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)