Poecilimon similis (Orthoptera: Tettigoniidae)'in Doğu Karadeniz popülasyonları arasındaki genetik çeşitlilik-coğrafi dağılım ilişkisinin merkez-perifer hipotezi çerçevesinde sınanması
Testing the central-peripheral hypothesis on the genetic diversity-geographic distribution relationship between populations of Poecilimon similis (Orthoptera: Tettigoniidae) in Eastern Blacksea region
Yazar: DUYGU PEMBE ÖKSÜZ
Danışman: PROF. DR. SELİM SÜALP ÇAĞLAR
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Poecilimon similis, Retowski, 1889 (Orthoptera: Tettigoniidae), Doğu Karadeniz Bölgesi'ne endemik bir çalı çekirgesi türüdür. Bu tür, Fırtına Vadisi boyunca birbiriyle kısmen etkileşimde olan büyük populasyonlar halinde; vadi dışında ise Doğu Karadeniz Bölgesi'nin batı ve doğu sınırına doğru daha küçük populasyonlar şeklinde parçalı bir dağılım göstermektedir. Doğu Karadeniz Bölgesi'nin özgün topografik ve iklimsel yapısının mikroevrimsel süreçler üzerindeki önemli etkisi göz önünde bulundurulduğunda, bu bölgede alansal genetik ve morfolojik varyasyon çalışmalarının gerekli olduğu görülmektedir. Bu bağlamda, P. similis türü morfolojik ve nötral genetik varyasyon ile farklılaşmanın coğrafi dağılımını sınayan Merkez-Perifer Hipotezi'nin çalışılması için oldukça uygun bir organizmadır. 
Bu tez çalışmasında, P. similis türünün nötral genetik yapısı ile coğrafi dağılımı arasındaki ilişki mtDNA COI gen bölgesi verisi kapsamında incelenmiştir. Elde edilen bulgulara göre, genetik varyasyon Fırtına Vadisi populasyonlarının olduğu merkez bölgeden, dağılım alanının doğu ve batı sınırını oluşturan her iki perifer bölgeye doğru azalmaktadır. Büyük oranda populasyon içi varyasyondan kaynaklanan tür içi çeşitlilik oranı verilerine göre, Fırtına Vadisi ve İkizdere Vadisi'nin, P. similis türünün gelecekteki varlığı için büyük önem arzeden biyoçeşitlilik sıcak noktaları oldukları tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra, merkez bölge (Fırtına Vadisi populasyonları) ile perifer bölgeler (batı ve doğu sınırda bulunan populasyonlar) arasında ve merkez bölge içerisinde yüksek derecede genetik farklılaşma olduğu görülmüştür. Ayrıca, doğu-perifer ve batı-perifer populasyonların, Merkez-Perifer Hipotezi'nin farklı önermeleriyle paralellik gösterdiği tespit edilmiştir. Edinilen sonuçlara göre, P. similis türünde anlamlı derece nötraliteden uzaklaşma ve uzaklığa bağlı genetik izolasyon örüntüsü gözlenmemektedir. Türün alansal genetik yapı örüntüsünün, büyük oranda, dağılım alanının topografik özelliklerine ve BIOCLIM modelleme yöntemi ile belirlenen iklimsel parametrelerin işaret ettiği değişken mikroçevresel koşullara bağlı olarak şekillendiği sonucuna varılmıştır. 
Bunun yanısıra P. similis türünde erkek bireylerdeki alansal vücut büyüklüğü dağılımı, ektoterm türler için iklimsel değişkenlere bağlı olarak tanımlanan, Bergman, Ters Bergman ve gradiyent-karşıt modelleri gibi temel vücut büyüklüğü örüntüleri kapsamında incelenmiştir. Sonuçlara göre, P. similis türünde vücut büyüklüğü varyasyonunu büyük oranda açıklayan mevsimsel sıcaklık ve yıllık yağış değişkenlerine odaklanılarak, tür genelinde gradiyent-karşıt modelin hakim olduğuna dair destekleyici kanıtlar olduğu görülmüştür. Ayrıca bu türde nötral genetik varyasyon ile vücut büyüklüğü arasında görülen korelasyon, dağılım alanındaki özgün iklimsel ve vejetasyon yapılaşması ile tür arasındaki etkileşimler ışığında açıklanmıştır. Sonuç olarak, bu tez çalışması ile P. similis türünün alansal genetik yapısı ve vücut büyüklüğü örüntüleri olası genetik faktörler ve çevresel etkenler çerçevesinde ortaya konmuştur.

Abstract:
Poecilimon similis (Orthoptera: Tettigoniidae) is a bush cricket species which is endemic to East Black Sea Region of Turkey. The distribution pattern of the species is defined as continuous inside Fırtına Valley and as fragmented along eastward and westward from the valley. East Black Sea Region has a characteristic topographic and climatic structure that profoundly impacts the whole eco-evolutionary dynamics of organisms. Thereby, P. similis is an appropriate model organism to test Central-Peripheral/Marginal Hypothesis that has statements about the versatile interactions between the genetic-morphologic structure and the geographical range of species. 
This study unravels the neutral genetic variation and differentiation patterns of P. similis based on COI gene region data. According to the results, the genetic variation reduces from centre (Fırtına Valley) to both peripheries (east and west limits of distribution) in the region. The variation  profile of the species, which is mostly originated from within population, indicates that both Fırtına Valley and İkizdere Valley can be assessed as the biodiversity hotspots for the species. In addition, there are high levels of genetic differentiation between centre and and both peripheries and also among the central populations. This research also suggest two contrasting structures for peripheral populations with in the context of Central-Peripheral/Marginal Hypothesis. Results do not demonstrate a significant value for departure from the neutrality and the pattern of isolation by distance neither. The whole genetic structure of P. similis, which elucidates many departures from the general model of the hypothesis, is moulded by both climatic variables that are determined by BIOCLIM models and topographic factors.
Furthermore, body size pattern in male individuals, which potentially follows the countergradient variation, has strong correlations with temperature seasonality and annual precipitation rate. Besides, the relation between the body size and neutral genetic structure across the geographical range supports the influence of environmental variables on the eco-evolutionary dynamics of central and peripheral populations of P. similis. In conclusion, this population-based research assess the spatial body size and the neutral genetic structure of P. similis focusing on both molecular and environmental process.