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Are anthropogenic stressors breaking the symmetries of the pelvic complex in the threespine stickleback Gasterosteus aculeatus Linneaus, 1758?

Schröder, Margarethe (2016) Are anthropogenic stressors breaking the symmetries of the pelvic complex in the threespine stickleback Gasterosteus aculeatus Linneaus, 1758?
Masterarbeit, University of Vienna. Fakultät für Lebenswissenschaften
BetreuerIn: Ahnelt, Harald

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DOI: 10.25365/thesis.45042
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-13006.46577.127763-6

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Abstract in English

The threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus) is a teleost fish with a high phenotypic and ecological plasticity. It inhabits marine, brackish and freshwater habitats. These fish posses bony lateral plates instead of scales. These lateral plates along with the two dorsal spines, the pelvic girdle and the two ventral/pelvic spines form a defensive complex protecting against gape-limited predators. The paired elements of the defensive complex are very symmetric in populations under a high predatory pressure and reduced and more asymmetric under a low predatory pressure. This study explores the effect of anthropogenic stressors (decreased pH and/or increased temperature as expected at the end of the century), habitat (stream-lake) and natural selection (predatory pressure) onto the symmetry of pelvic structures in the threespine stickleback. For this purpose oceanic and freshwater populations were investigated. Scans of both sides of the pelvic girdle were taken and measured with Mathematica after the set of landmarks. All populations generally showed low differences in the symmetry in all investigated pelvic traits indicating that these structures are canalized. However there were differences along a predatory gradient. The populations under low to very low pressure were more asymmetric than the population under a high pressure in most investigated traits. Differences found between popu-lation inhabiting lotic and lentic habitats may also be due to differences in predatory pressure. Speci-mens reared under elevated CO2 did not significantly differ from the CO2 control group. The fish raised under elevated temperature (21 °C) differed significantly from the group kept under ambient temperature (17 °C) in the width of the ascending process and in pelvic spine length. Although the other traits of the pelvic girdle were not significantly asymmetric, the asymmetries in these two traits indicate that elevated temperature may decrease the efficiency of the defensive complex of the threespine sticklebacks.

Schlagwörter in Englisch

Gasterosteus aculeatus / phenotypic plasticity / defensive complex / pelvic girdle / anthropogenic stressors / natural selection

Abstract in German

Der dreistachelige Stichling (Gasterosteus aculeatus) ist ein Teleost mit einer hohen phänotypischen und ökologischen Plastizität. Er bewohnt marine Habitate, Brachwasser- und Süßwasserhabitate. Diese Fische besitzen Knochenplatten anstatt von Schuppen. Diese Lateralplatten formen mit den zwei Dorsalstacheln, dem Beckengürtel und den zwei Ventral-/Pelvisstacheln den Defensivkomplex, der gegen Prädatoren, die durch ihre Maulgröße limitiert sind, verteidigt. Die paarigen Elemente des De-fensivkomplexes sind sehr symmetrisch in Populationen unter hohem Raubdruck, und reduziert und asymmetrischer unter niedrigem Raubdruck. Diese Studie untersucht den Effekt von anthropogenen Stressoren (verminderter pH und/oder erhöhte Temperatur wie sie am Ende des Jahrhunderts erwartet werden), Habitat (Fluss-See) und natürlicher Selektion (Raubdruck) auf die Symmetrie der Becken-gürtelstrukturen des dreistacheligen Stichlings. Zu diesem Zweck wurden ozeanische Populationen und Süßwasserpopulationen untersucht. Scans der beiden Seiten des Beckengürtels wurden gemacht und mit Mathematica gemessen, nachdem Landmarks gesetzt wurden. Generell zeigten alle Populationen geringe Unterschiede in der Symmetrie in allen untersuchten Merkmalen. Das zeigt, dass diese Strukturen kanalisiert sind. Es gab Unterschiede entlang eines Predatorengradienten. Die Populationen unter niedrigem bis sehr niedrigem Raubdruck waren in den meisten untersuchten Merkmalen asymmetrischer als die Population unter hohem Raubdruck. Die gefundenen Unterschiede zwischen den Populationen, die lotische und lentische Habitate bewohnen, sind vielleicht auch durch Unterschiede im Raubdruck bedingt. Individuen, die unter erhöhtem CO2 aufgezogen wurden, unterschieden sich nicht signifikant von der CO2 control Gruppe. Die Fische, aufgezogen bei erhöhter Temperatur (21 °C), unterschieden sich signifikant in der Breite des aufsteigenden Processus und in der Länge der Ventralstacheln von der Gruppe, die bei Umgebungstemperatur (17 °C) aufgezogen wurde. Obwohl die anderen Merkmale des Beckengürtels nicht signifikant asymmetrisch waren, zeigt die Asymmetrie dieser beiden Merkmale, dass erhöhte Temperaturen vielleicht die Effizienz des Defensivkomplexes des dreistacheligen Stichlings vermindern.

Schlagwörter in Deutsch

Gasterosteus aculeatus / Phänotypische Plastizität / Defensivkomplex / Beckengürtel / Anthropogene Stressoren / Natürliche Selektion

Item Type: Hochschulschrift (Masterarbeit)
Author: Schröder, Margarethe
Title: Are anthropogenic stressors breaking the symmetries of the pelvic complex in the threespine stickleback Gasterosteus aculeatus Linneaus, 1758?
Umfangsangabe: 72 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw.
Universitätslehrgang (ULG):
Masterstudium Zoologie
Publication year: 2016
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Ahnelt, Harald
Assessor: Ahnelt, Harald
Classification: 42 Biologie > 42.60 Zoologie: Allgemeines
AC Number: AC13424147
Item ID: 45042
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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