title: Lepidurus apus (L., 1758): a population genetic analysis through space and time
Creators: name: Prinzessin Zu Löwenstein-Wertheim-Rosenberg, Augustina Sophia
Publisher: name: :none
Year: 2024

description: Diese Studie untersuchte die Populationsdynamik des Urzeitkrebses Lepidurus apus (L., 1758) (Branchiopoda, Notostraca), dem einzigen Vertreter dieser Gattung in Österreich. Groß-Branchiopoden sind an temporäre Gewässer angepasst, wobei Dauereier ihnen ermöglichen, Umweltschwankungen zu überdauern und Populationen über Generationen hinweg zu stabilisieren. Sowohl räumliche als auch zeitliche Aspekte des Groß-Branchiopoden L. apus wurden untersucht: Räumlich wurde die genetische Variation rezenter L. apus Populationen in Österreich sowie der Slowakei analysiert, um das Ausmaß genetischer Unterschiede zu bestimmen. In zeitlicher Hinsicht bot die L. apus Sammlung des NHM Wiens, welche Proben aus den 1960er bis frühen 2000er Jahren umfasst, eine einzigartige Gelegenheit zur Untersuchung genetischer Veränderungen im Laufe der Zeit. Populationsgenomische Methoden waren ddRAD-Sequenzierung für rezentes Material und hyRAD für historische, fragmentierte DNA ein. Die Datenerfassung wurde durch zwei Library-Vorbereitungsansätze zur Umwandlung von Einzelstrang- in Doppelstrang-DNA optimiert, um die Datengewinnung aus degradierten Proben zu verbessern. Zusätzlich wurde das gesamte Genom von L. apus als Referenz für die Analysen der ddRAD- und hyRAD-Daten assembliert. Die Ergebnisse zeigten ein deutliches genetisches Muster bei den rezenten Individuen, wobei die österreichischen und westslowakischen Individuen sich getrennt von denen in der Ost- und Südslowakei gruppierten. Dieses Muster spiegelt geografische Einflüsse wider, verbunden mit einer effektiven Ausbreitung der Dauereier über kurze Distanzen innerhalb der österreichisch/westslowakischen Gruppe, während der Genfluss zwischen dieser und Ost-/Südslowakei begrenzt bleibt. Artefaktische SNPs, die vorwiegend in historischen Libraries entdeckt wurden, wurden korrigiert, um ihren Einfluss auf die genetische Analyse und die Populationsstruktur zu reduzieren. Dennoch erschwerten zusätzlich hohe Fehlraten und geringe Coverage klare Schlussfolgerungen über genetische Veränderungen über die Zeit, was die Herausforderungen bei der Untersuchung degradierter DNA in einem zeitlichen Kontext zur Populationsdynamik verdeutlicht.
description: This study investigated the population dynamics of the freshwater tadpole shrimp Lepidurus apus (L., 1758) (Branchiopoda, Notostraca), the only representative of this genus in Austria. Large Branchiopoda are adapted to temporary freshwater habitats via resting egg banks that persist through fluctuations and maintain populations across generations. Both spatial and temporal perspectives on the large branchiopod L. apus were explored: Spatially, recent genetic variation among L. apus populations across Austria, alongside individuals from Slovakia, was analysed to assess the extent of genetic differentiation. Temporally, the L. apus collection of the NHM Vienna spanning from the 1960s to the early 2000s provided a unique opportunity to investigate genetic changes over time. Population genomic methods applied ddRAD sequencing for recent material, while hyRAD was used for historic, fragmented DNA, in combination with two library preparation approaches to convert single- to double-stranded DNA, enhancing data recovery from degraded samples. Additionally, the whole genome of L. apus was assembled as a reference for analysing the ddRAD and hyRAD data. Results showed a clear genetic pattern in recent individuals, with Austrian and west Slovakian individuals grouping separately from those in east and south Slovakia. This pattern reflects geographic influences coupled with effective short-distance dispersal of resting eggs within the Austrian/west Slovakian group, contrasted by limited gene flow between this group and east/south Slovakia. Artefactual SNPs, detected primarily in historic libraries, were corrected to reduce their impact on genetic inference and population structure. Nonetheless, additional high missingness and low coverage made it challenging to reach clear conclusions about genetic change over time, emphasising the difficulties when working with degraded DNA in temporal studies of population dynamics.