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Forschung

Taxonomische Revision, phylogenetische Analyse und Biogeografie der Schwimmkäfergattung Exocelina Broun, 1886 in Neuguinea - ein Beispiel für die Evolution einer hyperdiversen Insektengruppe einer tropischen Insel

Projektleiterin:

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:

Publizierte neue Exocelina Arten im Projekt: 116 spp.
Beschriebene Arten von Exocelina aus Neueguinea: 152 spp.
Beschriebene Arten of Exocelina weltweit: 209 spp.
 
N Species group Number of spp. / subspp. Species distribution
IN (Indonesia): Province: Regency
PNG (Papua New Guinea): Region: Province		 Reference
with species group diagnosis, key, species descriptions
1 aipo 4 IN: Papua: Pegunungan Bintang, Yahukimo Balke (1998), Balke et al. 2007 (as me-group), Shaverdo et al. (2017b)
2 aipomek 1 IN: Papua: Pegunungan Bintang; PNG: Sandaun Balke (1998), Shaverdo et al. (2019)
3 ascendens 2 IN: Papua: Puncak Jaya, Puncak, Pegunungan Bintang Balke (1998); Shaverdo et al. (2017a)
4 bacchusi 5 / 1 IN: Papua: Pegunungan Bintang
PNG: Highlands: Eastern Highlands, Simbu; Momase: Madang, Morobe; Papua: Central, Gulf		 Balke (1998); Shaverdo et al. (2019, 2021)
5 bagus 1 IN: Papua: Nabire Balke (1998, 2001); Shaverdo et al. (2017a)
6 broschii 5 PNG: Highlands: Enga, Eastern and Western Highlands, Hela, Simbu;  Momase: Madang, Sandaun;  Papua: Gulf Balke (1998); Shaverdo et al. (2005, 2016b)
7 casuarina 24 IN: West Papua: Nabire; Papua: Puncak, Jayapura, Pegunungan Bintang
PNG: Highlands: Eastern, Southern and Western Highlands, Enga, Simbu; Momase: East Sepik, Madang, Morobe, Sandaun		 Balke (1998, 1999); Shaverdo et al. (2018)
8 danae 15 IN: West Papua: Teluk Wondama; Papua: Paniai, Intan Jaya, Puncak Jaya, Puncak, Pegunungan Bintang
PNG: Highlands: Eastern and Western Highlands, Enga, Simbu;
Momase: Madang, Morobe, Sandaun, Papua: Central, Gulf, National Capital District, Oro (Northern), Fly (Western)		 Balke (1998); Shaverdo et al.  (2016d)
9 ekari 63 / 3 IN: West Papua: Fak-Fak, Manokwari, Raja Ampat, Sorong, Teluk Wondama; Papua: Jayapura, Mamberamo Raya, Mimika, Nabire, Paniai, Pegunungan Bintang, Sarmi, Yahukimo, Yapen Islands
PNG: Highlands: Eastern, Southern and Western Highlands, Enga, Hela, Simbu; Momase: East Sepik, Madang, Morobe, Sandaun; Papua: Gulf, Fly (Western)		 Balke (1998); Shaverdo & Balke (2019); Shaverdo et al. (2005, 2012, 2014, 2016a, 2020a, 2020b, 2021)
10 ferruginea
(E. baliem)		 1 IN: Papua: Jayawijaya Shaverdo et al. (2013)
11 iratoi 1 IN: Papua: Puncak Shaverdo et al. (2017a)
12 jaseminae 4 PNG: Highlands: Eastern Highlands; Momase: Morobe; Papua: Central Balke (1998); Shaverdo et al. (2019)
13 koroba 1 PNG: Highlands: Hela Shaverdo et al. (2019)
14 larsoni 3 PNG: Highlands: Eastern Highlands, Simbu; Momase: Madang; Papua: Central, National Capital Balke (1998); Shaverdo et al. (2019)
15 likui 1 IN: Papua: Puncak Jaya Shaverdo et al. (2017a)
16 mekilensis 1 PNG: Momase: Sandaun Shaverdo et al. (2019)
17 monae 1 PNG: Momase: Morobe Balke (1998)
18 morobensis 1 PNG: Momase: Morobe Shaverdo et al. (2019)
19 okbapensis 4 / 1
 		 IN: Papua: Jayawijaya, Pegunungan Bintang, Yahukimo
PNG: Momase: Sandaun		 Shaverdo et al. (2017b)
20 pui 1 IN: Papua: Puncak Shaverdo et al. (2017a)
21 skalei 2 IN: West Papua: Kaimana; Papua: Mimika Shaverdo et al. (2020b)
22 takime 2 IN: Papua: Pegunungan Bintang
PNG: Momase: Sandaun		 Balke (1998); Shaverdo et al. (2019)
23 ransikiensis 1 IN: West Papua: Manokwari; Papua: Nabire Shaverdo et al. (2016c; 2017a)
24 ullrichi 3 PNG: Highlands: Eastern Highlands; Momase:  Morobe Balke (1998); Shaverdo & Balke (2014)
25 warasera 4 PNG: Highlands: Eastern Highlands, Simbu; Momase:  Morobe; Papua: Central Shaverdo et al. (2019)
26 wigodukensis 2 IN: Papua: Puncak Jaya Shaverdo et al. (2017a)
 
 
 

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. URL: https://www.researchgate.net/publication/267147792_Exocelina_kinibeli_spn_from_Papua_New_Guinea_a_new_species_of_the_E_ullrichi-group_Coleoptera_Dytiscidae
  6. Shaverdo, H., Sagata, K., Panjaitan, R., Menufandu, H. & 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. & 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. & 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. 2017a. 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
  16. Shaverdo, H., Sumoked, B. & Balke, M. 2017b. Description of two new species and one new subspecies from the Exocelina okbapensis-group, and notes on the E. aipo-group (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). ZooKeys 715: 17–37. Doi: 10.3897/zookeys.715.15913. URL: https://doi.org/10.3897/zookeys.715.15913
  17. Shaverdo, H., Sagata, K. & Balke, M. 2018.  Introduction of the Exocelina casuarina-group, with a key to its representatives and descriptions of 19 new species from New Guinea (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). ZooKeys 803: 7–70. Doi: 10.3897/zookeys.803.28903. URL: https://doi.org/10.3897/zookeys.803.28903
  18. Athena Lam, Morgan Gueuning, Carolin Kindler, Matthew Van Dam, Nadir Alvarez, Rawati Panjaitan, Helena Shaverdo, Lloyd T. White, George K. Roderick & Michael Balke 2018. Phylogeography and population genomics of a lotic water beetle across a complex tropical landscape. Molecular ecology, 1-11. Doi: 10.1111/mec.14796
  19. Shaverdo, H., Surbakti, S., Warikar, E.L., Sagata, K. & Balke, M. 2019. Nine new species groups, 15 new species, and one new subspecies of New Guinea diving beetles of the genus Exocelina Broun, 1886 (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). ZooKeys 878: 73–143. Doi: 10.3897/zookeys.878.37403. URL: https://doi.org/10.3897/zookeys.878.37403
  20. Shaverdo, H. & Balke, M. 2019. A new species of the Exocelina ekari group and new faunistic data on 12 species of Exocelina BROUN, 1886 from New Guinea (Coleoptera: Dytiscidae). Koleopterologische Rundschau, 89, 1-10.
  21. Shaverdo, H., Surbakti, S., Sumoked, B. & Balke, M. (2020a). Two new species of the Exocelina ekari group from New Guinea with strongly modified male antennae (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). ZooKeys 960: 63–78. Doi: 10.3897/zookeys.960.55007
  22. Shaverdo, H., Surbakti, S., Sumoked, B. & Balke, M. (2020b). Three new species of Exocelina Broun, 1886 from the southern slopes of the New Guinea central range, with introduction of the Exocelina skalei group (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). ZooKeys 1007: 129–143 (2020). Doi: 10.3897/zookeys.1007.59351
  23. Shaverdo, H., Surbakti, S., Sumoked, B. & Balke, M. (2021). Seven new species of the Exocelina ekari group from New Guinea central and coastal mountains (Coleoptera, Dytiscidae, Copelatinae). ZooKeys 1026: 45-67. Doi: 10.3897/zookeys.1026.61554
  24. Toussaint, E.F.A., White, L.T., Shaverdo, H., Lam, A., Surbakti, S., Panjaitan, R., Sumoked, B., Rintelen, T. von, Sagata, K. & Balke, M. (2021). New Guinean orogenic dynamics and biota evolution revealed using a custom geospatial analysis pipeline. – BMC Ecology and Evolution 21: 51. Doi: https://doi.org/10.1186/s12862-021-01764-2
 

Konferenzen / Conferences:

  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 / Cyber-resources:

 
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
  
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