Fjölbreytileiki í innri byggingu fæðuöflunarfæra samsvæða afbrigða bleikjunnar (Salvelinus alpinus)

Abstract

Fjölbreytileiki í eiginleikum sem tengjast fæðuöflun hefur verið undir áhrifum náttúrulegs vals. Breytileikinn er einstaklega áberandi meðal fiska og útskýrist að hluta með fjölbreyttum vistum og sérhæfingu þeirra. Breytileiki innan tegunda er hráefni náttúrulegs vals, og leiðir til munar á milli tegunda. Bleikja (Salvelinus alpinus) er ferskvatnsfiskur þekktur fyrir fjölbrigðni svipfars og samsvæða afbrigði. Í Þingvallavatni lifa fjögur ólík bleikju afbrigði, sem nýta ólíkar vistir og fæðu, sem tengist breytileika í höfuðlögun. Sett var fram tilgáta um að innri líkamseinkenni hefðu einnig aðlagast. Ein rannsókn sýndi fram á breytileika í sumum beinum milli afbrigða en nokkrum spurningum var ósvarað. Í þessari rannsókn var reynt að svara eftirfarandi spurningum: 1) Hvaða innri þættir (beinalögun og tennur) tengd fæðuöflun sýna breytileika milli afbrigðanna? 2) Er breytileikinn tengdur vexti afbrigða? 3) Hversu samþættur er tannafjöldi í mismunandi beinum bleikjunnar? Lögun beina og fjöldi tanna í fullorðnum einstaklingum allra fjögurra afbrigða var rannsökuð með aðferðum landfræðilegrar formfræði og tölfræðinnar. Gögnin sýndu mun á ytri lögun afbrigðanna í samræmi við fyrri rannsóknir. Skýr munur var milli botnlægra og sviflægra afbrigða í lögun fjögurra beina (Articular-angular, Maxilla, Dentary og Premaxilla), samband stærðar og lögunar var ólíkt fyrir seinni tvö beinin og munur á tannafjölda sást í tveimur beinum (Dentary og Palatine). Niðurstöðurnar afhjúpa hraða þróun í virkni ákveðinna byggingareiginleika, líklega vegna aðgengs fiskanna að vistfræðilegum tækifærum).

The diversity of functional anatomy related to feeding has been influenced by natural selection. This diversity is particularly impressive in fishes and correlates with various ecological specializations. Differences between species originate as variation within species that selection acts upon. Arctic charr (Salvelinus alpinus) is a freshwater fish species known for its phenotypic variation and sympatric polymorphism. In Lake Thingvallavatn, four different morphs of Arctic charr coexist, that differ by preferred prey types and niche choices, may explain differences in external feeding morphology. It was hypothesized that internal functional feeding elements have also undergone adaptive evolution. A prior study found evidence of differences in specific bones between morphs, but several questions remained unanswered. This thesis addressed the following questions. 1) Which functional feeding elements (bone shape and teeth numbers) vary among the morphs? 2) Does variation in these elements correlate with size? 3) How integrated are teeth numbers in different bones in the charr feeding apparatus? Shapes of bones and numbers of teeth in adult fish of the four charr morphs were studied, with geometric morphometrics and univariate statistics. The data revealed external shape variation, which correlates with previous research. Clear benthic vs pelagic shape differences were found in four bones (Articular-angular, Maxilla, Dentary and Premaxilla), allometric differences were between morphs in the latter two, and the number of teeth differed for two bones (Dentary and Palatine). These results highlight the rapid functional evolution of specific anatomical structures, likely due to ecological opportunities.