Taxonomische Revision, phylogenetische Analyse und Biogeografie der Schwimmkäfergattung Exocelina Broun, 1886 in Neuguinea

Ein Beispiel für die Evolution einer hyperdiversen Insektengruppe einer tropischen Insel

 
 
Leiterin

Dr. Helena Shaverdo
 
Zeitrahmen und Finanzierung
 
2005 – dato;
01.02.2012 –  31.01.2017: FWF, Einzelprojekt Nr. P 24312-B17

Zusammenfassung
 
Das Ziel des Projektes ist die Untersuchung der Entstehung der Artenvielfalt von Exocelina unter den komplexen geologischen und ökologischen Randbedingungen Neuguineas. Um dieses Ziel zu erreichen, ist Folgendes durchgeführt: 1) taxonomische Revision der Gattung Exocelina von Neuguinea und Beschreibung der neuen Arten; 2) Test der Artgrenzen an Hand morphologischer und molekularer Daten; 3) separate Analysen der verwandtschaftlichen Beziehungen innerhalb der Gattung an Hand morphologischer und molekularer Daten; 4) kombinierte phylogenetische Analyse basierend auf morphologischen und molekularen Daten, inklusive biogeografischer und ökologischer Aspekte.
Das Projekt ist am Naturhistorischen Museum Wien durchgeführt und ist als Kooperation mit Dr. M. Balke von der Zoologischen Staatssammlung München konzipiert.
Wir sind überzeugt, dass das Projekt von hoher Bedeutung ist, weil es neue wissenschaftliche Informationen in zwei Aspekten bringt. Erstens, die Projektergebnisse testen/unterstützen theoretische und methodologische Hypothesen in der Biogeografie, z.B. dass die weiträumige Dispersion die Hauptrolle in der Artenverbreitung in der Südhemisphere spielen könnte, und in Systematik, z.B. a) Erfolg der integrativen Taxonomie zur Artabgrenzung; b) über 100 Arten werden neu für die Wissenschaft beschrieben. Die hier wichtigste moderne Näherungsweise ist die Schaffung einer „Cyber-Taxonomischen“ Infrastruktur zur informellen Verbreitung der Resultate: Beschreibungen, Bestimmungstabellen, Digitalfotos, die mit Wiki-online Ressourcen verbunden werden. Zweitens, es ist wichtig für die Gruppe: a) zum ersten Mal ist eine phylogenetische Analyse der Gattung durchgeführt, basierend auf sowohl morphologischen als auch molekularen Daten, zum bis dato größte Datenset für Evertebraten dieser Region kombiniert ist; b) eine neue supraspezifische Klassifikation der Gattung Exocelina ist vorgeschlagen; c) erstmalig ist eine substantielle Bestimmungshilfe für Exocelina-Arten zur Verfügung gestellt, bereichert durch Grafiken und Digitalfotos. Die Resultate dieses Projekts werden nicht nur in anderen biologischen Disziplinen (Ökologie, Naturinventarisierung, Naturschutz) Anwendung finden, sondern sollen auch Naturstudien, Naturschutz und die Ausbildung lokaler Parataxonomen populärer machen.
 
 
Verlauf der Taxonomischen Arbeit

Neue Arten of Exocelina sind publiziert 67 spp.
Beschriebene Arten of Exocelina aus Neueguinea 104 spp.
Beschriebene Arten of Exocelina weltweit 160 spp.
 
 
NSpecies groupNumber of speciesDistributionReference of group introduction, key to species, or species description
1aipomek1IN: Papua: Pegunungan BintangBalke (1998)
2aipo4IN: Papua: Pegunungan Bintang, YahukimoBalke (1998)
3ascendens2IN: Papua: Puncak Jaya, Puncak, Pegunungan BintangShaverdo et al. (2017)
4bacchusi5/6
(1 described)
PNG: Madang, Eastern Highlands, Morobe, Centralin work
5bagus1IN: West Papua: NabireBalke (1998, 2001); Shaverdo et al. (2017)
6broschii5PNG: Sandaun, Madang, Hela, Enga, Western and Eastern Highlands, Simbu, GulfShaverdo et al. (2005, 2016b)
7casuarina24
(5 described)
IN: West Papua: Nabire; Papua: Puncak, Jayapura, Pegunungan Bintang
PNG: Sandaun, Madang, Eastern Highlands, Simbu, East Sepik, Morobe
in work
8hajeki4 and 1 subspecies
(2 described)
IN: Papua: Jayawijaya, Pegunungan Bintang, Yahukimo,
PNG: Sandaun
 
in work
9danae15IN: West Papua: Teluk Wondama; Papua: Paniai, Intan Jaya, Puncak Jaya, Puncak, Pegunungan Bintang
PNG: Sandaun, Western, Madang, Enga, Western and Eastern Highlands, Simbu, Gulf, Morobe, Oro (Northern), Central, National Capital District
Shaverdo et al.  (2016d)
10 ekari51 (+15 new)IN: West Papua: Raja Ampat, Sorong, Manokwari, Fak-Fak, Kaimana, Teluk Wondama; Papua: Yapen Islands, Sarmi, Mamberamo Raya, Nabire, Paniai, Jayapura
PNG: Sandaun, East Sepik, Madang, Western, Hela, Enga, Southern, Western and Eastern Highlands, Simbu, Gulf, Morobe
Shaverdo et al. (2012, 2014, 2016a)
11 erteldi1IN: Papua: Pegunungan BintangBalke (1998)
12 ferruginea1 (baliem)IN: Papua: Pegunungan BintangShaverdo et al. (2013)
13 iratoi1IN: Papua: PuncakShaverdo et al. (2017)
14 jaseminae5
(1 described)
PNG: Morobe, Eastern Highlands, Central, Gulfin work
15 koroba1PNG: Southern Highlandsin work
16 larsoni5/6
(3 described)
IN: Papua: Pegunungan Bintang
PNG: Sandaun, Madang, Eastern Highlands, Simbu, Central, National Capital
in work
17 likui1IN: Papua: Puncak JayaShaverdo et al. (2017)
18 mekilensis1PNG: Sandaunin work
19 monae1/2
(1 described)
PNG: Morobe, Eastern Highlands, Gulfin work
20 morobensis1PNG: Morobein work
21 oh1PNG: Eastern Highlands, Simbuin work
22 pui1IN: Papua: PuncakShaverdo et al. (2017)
23 pulchella1PNG: Centralin work
24 ransikiensis1IN: West Papua: ManokwariShaverdo et al. (2016c)
25 ullrichi3PNG: Eastern Highlands, MorobeBalke (1998); Shaverdo & Balke (2014)
26 wigodukensis2IN: Papua: Puncak JayaShaverdo et al. (2017)
 
 
 
 
 
Publikationen
 
  1. Shaverdo, H.V., Sagata, K., & Balke, M. 2005. Five new species of the genus Papuadytes Balke, 1998 from New Guinea (Coleoptera: Dytiscidae). – Aquatic Insects 27 (4): 269-280.
  2. Shaverdo, H.V., Surbakti, S., Hendrich, L. & Balke, M. 2012. Introduction of the Exocelina ekari-group with descriptions of 22 new species from New Guinea (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). – ZooKeys 250: 1–76. Doi: 10.3897/zookeys.250.3715. URL: https://doi.org/10.3897/zookeys.250.3715
  3. Shaverdo, H.V., Hendrich, L. & Balke, M. 2013. Exocelina baliem sp. n., the only known pond species of New Guinea Exocelina Broun, 1886 (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). – ZooKeys 304: 83–99. Doi: 10.3897/zookeys.304.4852. URL: https://doi.org/10.3897/zookeys.304.4852
  4. Shaverdo, H.V., Balke, M., Toussaint, E. 2013. Speciation of hyperdiverse taxa across the highly complex New Guinean terrane system: diving beetle genus Exocelina Broun [Talk], pp. 198. – In: Kroh et al. (eds.) Abstract volume. BioSyst.EU 2013. Global systematics! 18-22 February 2013. NOBIS Austria, Vienna, 276 p.
  5. Shaverdo, H.V. & Balke, M. 2014. Exocelina kinibeli sp.n. from Papua New Guinea, a new species of the E. ullrichi-group (Coleoptera: Dytiscidae) – Koleopterologische Rundschau 84: 31–40.
  6. Shaverdo, H., Sagata, K., Panjaitan, R., Menufandu, H., and Balke, M. 2014. Description of 23 new species of the Exocelina ekari-group from New Guinea, with a key to all representatives of the group (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). – ZooKeys 468: 1–83. Doi: 10.3897/zookeys.468.8506. URL: https://doi.org/10.3897/zookeys.468.8506
  7. Toussaint, E.F.A., Hall, R., Monaghan, M.T., Sagata, K., Ibalim, S., Shaverdo, H.V., Vogler, A.P., Pons, J. & Balke, M. 2014. The towering orogeny of New Guinea as a trigger for arthropod megadiversity. – Nature Communications 1: 1–10 + 10 supplements, 5:4001. Doi:10.1038/ncomms5001. URL: http://www.nature.com/search?q=10.1038%2Fncomms5001
  8. Shaverdo, H., Balke, M., Toussaint, E.F.A. 2014. Exocelina diving beetles: large scale environmental change as a diver for lineage diversification across Melanesia [Talk], pp. 77. – In: Abstract volume. 8th Annual Meeting of NOBIS Austria, “Crossing Borders”, 28-29 November 2014, München. NOBIS Austria, Vienna, 40 p.
  9. Toussaint, E.F.A., Hendrich, L., Shaverdo, H. & Balke, M. 2015. Mosaic patterns of diversification dynamics following the colonization of Melanesian islands. – Scientific Reports 5: 16016. Doi: 10.1038/srep16016 (2015). URL: https://www.nature.com/articles/srep16016
  10. Shaverdo, H., Panjaitan, R., and Balke, M. 2016a. A new, widely distributed species of the Exocelina ekari-group from West Papua (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). – ZooKeys 554: 69–85. Doi: 10.3897/zookeys.554.6065. URL: https://doi.org/10.3897/zookeys.554.6065
  11. Shaverdo, H., Sagata, K. & Balke, M. 2016b. Description of two new species of the Exocelina broschii-group from Papua New Guinea, with revision and key to all representatives of this species group (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). – ZooKeys 577: 125–148. Doi: 10.3897/zookeys.577.7254. URL: https://doi.org/10.3897/zookeys.577.7254
  12. Shaverdo, H., Panjaitan, R. & Balke, M. 2016c. Exocelina ransikiensis sp. nov. from the Bird’s Head of New Guinea (Coleoptera: Dytiscidae: Copelatinae). Acta Entomologica Musei Nationalis Pragae 56 (1): 103–108. URL: http://aemnp.eu/PDF/56_1/56_1_103.pdf
  13. Shaverdo, H., Sagata, K. & Balke, M. 2016d. Taxonomic revision of New Guinea diving beetles of the Exocelina danae group, with the description of ten new species (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). ZooKeys 619:  45–102. Doi: 10.3897/zookeys.619.9951. URL: https://doi.org/10.3897/zookeys.619.9951
  14. Shaverdo, H. and Balke, M., 2016e. 1949 Infrageneric structure of New Guinea Exocelina predaceous diving beetles. – In: Online abstracts of the XXV International Congress of Entomology (ICE), September 25–October 4, 2016, Orlando, Florida, USA. Doi: 10.1603/ICE.2016.94135. URL: file:///F:/ICE2016/Paper94135.html
  15. Shaverdo, H., Wild, M., Sumoked, B., & Balke, M. 2017. Six new species of the genus Exocelina Broun, 1886 from Wano Land, New Guinea (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). ZooKeys 665: 93–120. Doi: 10.3897/zookeys.665.11792. URL: https://doi.org/10.3897/zookeys.665.11792
 
Konferenzen
  1. June 7-11, 2012: Balfour-Brown Club’s meeting, Hermani, Gipuzkoa, Spain. Presentation: “Systematics, phylogeny, and biogeography of New Guinean Exocelina Broun, 1886”.
  2. February 18-22, 2013: the international conference „BioSyst.EU 2013. Global systematics!”, NOBIS Austria, Vienna, Austria. Presentation: “Speciation of hyperdiverse taxa across the highly complex New Guinean terrane system: diving beetle genus Exocelina Broun, 1886”.
  3. November 28-29, 2014: the 8th Annual Meeting of NOBIS Austria „Crossing boarders”, NOBIS Austria and Zoologische Staatssammlung München, Munich, Germany. Presentation: “Exocelina diving beetles: large scale environmental change as a driver for lineage diversification across Melanesia”.
  4. April 23 – May 12, 2015: Manokwari, West Papua, Indonesien. A field trip and workshop at the University of Manokwari. Lecture: “From vial to publication: how do we describe new species?” Presentation at the Naturhistorisches Museum Wien, Entomological Department: “Results of my trip to the West Papua, 2015”.
  5. September 25 – October 4, 2016: the XXV International Congress of Entomology (ICE), Orlando, Florida, USA. Presentation: “Infrageneric structure of New Guinea Exocelina predaceous diving beetles”.
 
Cyber-Ressourcen
 
ReserchGate: https://www.researchgate.net/project/Predacious-diving-beetles-of-the-genus-Exocelina-in-New-Guinea
Wikispecies: http://species.wikimedia.org/wiki/Exocelina
Species-ID: http://species-id.net/wiki/Exocelina
Zoobank: http://zoobank.org/NomenclaturalActs/66F44F58-2AA5-472D-AAB9-75804EF4C8BC
Genbank: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/taxonomy/?term=Exocelia
 
 
: Exocelina skalei Shaverdo et al., 2014
: Exocelina baliem Shaverdo et al., 2013
: Exocelina bagus (Balke, 1998)
: Exocelina mantembu Shaverdo et al., 2014
: Exocelina ksionseki Shaverdo et al., 2014
: Exocelina kainantuensis (Balke, 2001)
: Exocelina anggiensis Shaverdo et al., 2012
: Verbeitung der Exocelina ekari-Guppe auf Neuguinea
: West-Papua, Arfak Gebirge
: West-Papua, Arfak Gebirge