Poecilimon birandi (Orthoptera, Phaneropterinae) alçak ve yüksek  
rakım populasyonları: Ekolojik ve temporal farklılaşmanın fenotipik ve genetik verilerle incelenmesi
Lowland and highland populations of Poecilimon birandi (Orthoptera, Phanoropterinae): Investigating of ecological and temporal differentiations using genetic and phenotypic data
Yazar: SARP KAYA
Danışman: PROF. DR. BATTAL ÇIPLAK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Zooloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Zooloji = Zoology

Özet:
Günümüzün en önemli çevresel problemi muhtemelen küresel ısınmadır ve biyolojik çeşitlilik üzerinde etkilerinin yıkıcı olması beklenmektedir. Diğer coğrafik alanlar ile kıyaslandığında bu etkinin Akdeniz için daha belirgin olacağı tahmin edilmektedir. İklimsel değişimler nedeniyle birçok türün yok olacağı veya yayılışının yüksek rakımlara ya da kuzey enlemlerine kayacağı, buzullar arası dönemde olduğu gibi, sanılmaktadır. P. birandi Anadolu'nun batı Akdeniz kısmında yayılış göstermektedir ve iklimsel değişimlerin muhtemel etkilerini test etmek amacıyla populasyon biyolojisi yönüyle çalışılmıştır. 
Yapılan arazi çalışmaları ile fenotipik ve genotipik veriler edinmek için örnekler toplandı. Arazi çalışmaları sırasında P. birandi türünün yayılışının Antalya'nın batı yarısı ve Muğla'nın güneydoğu kısmını içine aldığını ve deniz seviyesinden 2500 m'ye kadar yayılış gösterdiği saptanmıştır. P. birandi'nin fenotipik demografisini belirlemek amacıyla 16 morfolojik ve beş ses karakteri çalışıldı. On altı morfolojik karakterden 15 tanesinin istatistiksel analizi Bergmann Kuralı'nın öngörüsünün aksine artan yükselti ile kuvvetli bir negatif korelasyon göstermiş ancak, tür içerinde tanımlanabilir alt ünitelerin varlığına işaret etmemiştir. On altıncı karakter olan sersi diş sayısı diğer morfolojik karakterlerin ortaya koyduğu örüntüden farklı bir durum ortaya koymuştur. Çalışılan erkek çağrı seslerinin yapısal parametreleri içerisinde önemli varyasyonlar olmasına rağmen, coğrafik heterojenliğe paralel bir demografiye işaret etmemektedir. Morfoloji ve ses karakterlerine ek olarak, 87+9 (çalışılan tür birey sayısı+dış gurup birey sayısı) bireyden belirteç olarak 16S rDNA geni genetik demografiyi belirlemek için izole edildi ve dizi analizi gerçekleştirildi. 
Diziler kullanılarak üretilen filogenetik ağaçlar, gözlemlenen fenotipik varyasyonların atasal mı yoksa çevreye mi bağımlı olduğunu saptamada ve filocoğrafik değerlendirmeler için kullanıldı. Analizlerde 16S rDNA'nın 537 baz çiftlik kısmı değerlendirmeye alındı. Bu bölgenin 482 baz çifti korunmuş, 54 baz çiftinin ise değişken olduğu ve bu 54 baz çiftlik kısım içerisinde de 41 baz çiftinin parsimoni açısından bilgi verici olduğu belirlendi. P. birandi'ye ait 87 dizi 30 farklı haplotipi işaret etmektedir Bu haplotipler, kullanılarak farklı algoritmalarla filogenetik analizler yapıldığında, P. birandi içerinde üç soy hattının varlığı saptanmıştır. Bunlardan ilki Batı Soy Hattı olarak adlandırılmış ve Eşen vadisi, Erentepe, Akdağ, Patara, ve Kalkan lokalitelerinden belirlenen haplotipleri içermektedir. İkincisi Doğu Soy Hattı olarak adlandırılan ve Termessos, Bakırlıdağ, Tahtalıdağ, Kemer ve Olympos'dan saptanan haplotipleri içermektedir. Üçüncüsü kendisine özgü iki haplotipi olan Demre populasyonudur. Genetik veriler bu üç birim arasında herhangi bir gen alış verişinin olmadığına işaret etmektedir. Batı Soy Hattı içindeki düşük rakım haplotiplerinin kök kısmında, yüksek rakım haplotiplerinin uç kısımda çıkması düşük rakımdan yüksek rakıma doğru bir yayılışın olduğuna işaret etmektedir. Bunun tersine Doğu Soy Hattındaki hem düşük hem de yüksek rakım haplotiplerinin her ikisi de ağaçta karışık halde bulunmakta ve bu durum yüksek ve düşük rakım populasyonları arasında bir gen alış verişine veya eski bir gen havuzu paylaşımını işaret etmektedir. Ancak, Demre populasyonu türün düşük rakımda varolan bir atasal kaynaktan köken aldığı olasılığına destek sağlar.
Morfolojik, ses ve genetik verileri birlikte değerlendirildiğinde; (1) türün göstermiş olduğu fenotipik varyasyonun çevresel nedenlere bağlı olduğu, (2) P. birandi'nin oldukça yüksek genetik varyasyon sergilediği, (3) türün muhtemelen bir düşük rakım atasal kaynaktan köken aldığı ve bir ısınma döneminde yüksek rakımlara yayıldığı, (4) Poecilimon cinsi içerisinde türlerin tanımlanmasında kullanılan morfolojik karakterlerden olan sersi ve pronotumun aynı tür içerisinde bile varyasyonel olduğu ve diagnostik niteliğinin zayıf olduğu, (5) türün çok çeşitli habitat tiplerinde yaşayabilmesi ve yüksek genetik çeşitliliğe sahip olmasından dolayı tehlike altında olmadığı sonuçlarına varılmıştır.

Abstract:
Global warming is possibly the most acute environmental problem of present time and its effects on biodiversity are expected to be detrimental. In comparison to other geographic, impacts of this environmental crisis are suggested to be more prominent in Mediterranean Basin. Due to climatic changes, it is assumed that several species will go extinct or live range changes by receeding to highlands or northern latitudes, in a similar way suggested for glacial periods. Poecilimon birandi, a species distributed in western part of Mediterranean Anatolia was studied for testing assumptions about possible effects of climate changes in a perspective of population biology. 
The specimens have been collected to obtain data for phenotypic and genetic studies in several field studies. During field studies, distribution area of P. birandi was found to cover west half of Antalya and south-east of Muğla provinces from sea level up to 2500 m altitude. To define phenotypic demography of P. birandi, 16 morphological and five song characters were examined. Statistical analyses of 15 out of 16 morphological characters (metric or numeric) suggested a strong negative correlation with increasing altitude as suggested by contrast with Bergmann rule and indicated no definable subunit within the species. The 16th character that is the, the number of cercal teeth suggested a pattern different than that by other morphological characters. Although male calling song exhibits a considerable variation in temporal parameters, it do not suggest any pattern relative to geographic heterogeneity. In addition to morphology and song characters, 16S rDNA as genetic markers to determine the genetic demography and to establish a phylogenetic tree was isolated from 87+9 (the species under study + out groups) specimens and sequenced. The obtained phylogenetic tree from 16S rDNA sequence was used for phylogeographic evaluation and to test if the observed phenotypic variation is ancestral or environment depended. A part of 537 base pairs of 16S rDNA sequences was taken in the analyses.and 482 out of 537 base pair were conservative and 54 were variable and, of these 41 were parsimony informative.
The 87 sequences belong to the P. birandi exhibits 30 different haplotypes. These haplotypes were phylogenetically analysed using different algorithms. Analyses suggested three lineages within P. birandi. The first is the Western lineage including haplotypes determined from Eşen Valley, Erentepe, Akdağ, Patara, and Kalkan. The second is the Eastern lineage including the haplotypes from Termessos, Bakırlıdağ, Tahtalıdağ, Kemer and Olympos. The third includes two haplotypes which are unique to Demre population. Genetic data indicates no gene flow between these three units. Within the Western lineage, the haplotypes which are unique to lowland populations occupy the basal branches and those from highlands are in crown group indicating dispersal toward highlands. In the contrary, the haplotypes in eastern lineage are mixed in lowlands and highlands. This suggested that there are a gene flow between lowlands and highlands or Demre population originated from a lowland ancestral stock.
By evaluating morphological, song and genetic data, it is concluded that; (1) present phenotypic variation is dependent to environmental conditions, (2) P. birandi exhibits considerable genetic variation, (3) the species possibly originated from a lowland ancestral stock during one of the cold periods for congenerics and later invaded highlands, (4) the morphological diagnostic characters such as cerci and prontum in the genus Poecilimon, are variable within the same species and are not reliable in defining species and (5) the species is not threatened because it lives in a variety of habitats and harbor sand has a considerable genetic variation.