Çayır çekirgesi Chorthippus parallelus (Zetterstedt, 1821) (Acrididae:Orthoptera)`un Anadolu popülasyonlarının filocoğrafyası ve coğrafik genetiği

Abstract

Bir bölgenin biyolojik ya da genetik çeşitliliği o bölgenin hem güncel hem de tarihsel ve iklimsel dinamikleri ile ilişkilendirilebilir. Anadolu'nun karmaşık paleocoğrafik tarihi ve değişken iklimsel yapısı bu genetik çeşitliliği açıklamada temel öneme sahiptir. Anadolu aynı zamanda birçok Palearktik türün yayılış aralığının güney sınırını oluşturur. Dolayısıyla ardıl kenar populasyonlarını barındırır. Türün iklimsel dalgalanmalara olası yanıtını belirlemede kritik öneme sahip olan bu bölge populasyonlarının mevcut genetik yapılarının geniş bir kapsamda değerlendirilmesi, tür içi genetik çeşitliliğin uzun süreli korunması ve türün evrimsel potansiyeli açısından gereklidir. Burada, geniş Palearktik yayılış sergileyen Chorthippus parallelus'un tüm Anadolu ve Trakya populasyonlarının filocoğrafik yapılanması mitokondri genomundan COI-tRNAleu-COII gen bölgesi (1341 bç) ve çekirdek genomundan kodlama yapmayan tek kopyalı çekirdek DNA gen bölgesi (Cpnl-1, 314 bç) kullanılarak araştırılmıştır. Her iki belirteç açısından da haplotip çeşitliliği ve özgün haplotip sayısının yüksek gözlendiği Anadolu populasyonları arasında anlamlı düzeyde genetik farklılaşma saptanmıştır. Populasyonların yayılış örüntüsü bir yandan yüksekliğe bağlı dikey farklılaşmalara, diğer yandan boylamsal farklılaşmalara işaret ederken, enlemsel bir farklılaşma tespit edilememiştir. Ayrıca, Anadolu Diyagonali'nin populasyonların doğu batı eksenli bir farklılaşma sergilemelerinde özel bir öneme sahip olduğu belirlenmiştir.Önemli bir sığınak ödevi gören Anadolu'da C. parallelus populasyonlarının tarihsel demografyaları ve coğrafik-genetik yapılanmalarına dayandırılan analizler son 0,5-0,6 my'dan itibaren ardışık buzul ve buzullar arası dönemlerin etkili olduğuna işaret etmektedir. Türün yayılışında son bir genişlemenin son buzul dönemlerini takiben Holosen'de yaşandığına işaret etmiştir. Doğu populasyonlarının tüm diğer populasyonlardan atasal bir pozisyona sahip oldukları hem Bayesiyan hem de filogenetik analizler ile doğrulanmaktadır. Bununla birlikte kuzeydoğu-güneybatı eksenli bir yayılış koridorunun varlığı Pleistosen dönemde türün hem Kafkaslar hem de Balkanlar kanalıyla kuzeye genişlemesinde etkili olabileceğine işaret etmektedir. Bu kapsamda gerçekleştirilen Göç ile İzolasyon Modeli, türün Balkanlar ve Avrupa ile bağlantısında Boğazlar'ın bir bariyer ödevi görmediği sonucuyla da desteklenmektedir.

Biological or genetic diversity of a geographic region can be related with historical dynamics of its. The complex palaeogeographic history and climatic variations of Anatolia are of the fundamental importance in explaining its genetic diversity. Anatolia also inhabits the southern latitudinal margin of many cold adapted Palearctic species distribution ranges and therefore is considered as rear edge. The current genetic structures of populations in such region have critical importance in species responses to climatic fluctuating and are essential for long-term conservation plans and evolutionary potential of species. Here, the phylogeographical structures of the Chorthippus parallelus populations across its Anatolia and Thracia range to infer population history are investigated by using 1341 bp of the mitochondrial COI-tRNAleu-COII gene region and 314 bp of the single-copy nuclear DNA fragment. In addition to the high level of diversity indices, the level of genetic differentiation among populations is also seemed to be high for both molecular markers. The expansion patterns of Anatolian populations as response to climatic shifts in Pleistocene ice ages indicate vertical range changes in an altitudinal gradient as well as longitudinal range changes. However, it was not observed a horizontal change pattern in a latitudinal gradient. Anatolian Diagonal has also a special importance in east-west orientations in differentiation of populations.The historical demographic patterns and geographic genetic structuring of C. parallelus populations in Anatolia as a Pleistocene refugium are estimated being under effect of successive glacial and interglacial cycles beyond the last 0.6-0.5 million years. A recent sudden population expansion corresponds to Holocene period. East populations exhibit ancestral position due to their basal placement in phylogenetic trees. On the other hand, presence of a distribution corridoır with a northeast-southwest orientation indicates that the species extended its range to the north both through Caucasians and Balkans in Pleistocene period. In addition, the result of the isolation with migration model do not support that Bosphorus is a strong barrier between Anatolia and Balkans.