Ecology and conservation of cephalota (taenidia) deserticoloides (codina, 1931) (coleoptera, cicindelidae) / ecología y conservación de cephalota (taenidia) deserticoloides (codina, 1931) (coleoptera, cicindelidae)

El uso de tecnicas moleculares se ha convertido en una herramienta esencial para estudiar la biodiversidad. Es especialmente importante en relacion con organismos amenazados, en los que evaluaciones de su diversidad genetica, ecologia y estado poblacional son necesarias para asegurar su supervivencia. Ademas, conocer las relaciones filogeneticas entre los organismos es esencial para establecer una clasificacion coherente con su historia evolutiva. Recientemente, el ADN ambiental se ha convertido en una fuente importante de informacion sobre la biodiversidad que no requiere la perturbacion de los taxones analizados. El genero de escarabajos tigre Cephalota, que incluye los subgeneros Cephalota y Taenidia, se distribuye desde el Mediterraneo hasta Asia central, incluyendo algunos endemismos amenazados restringidos a areas reducidas de la peninsula Iberica. El origen de este genero ha sido relacionado con el cierre del Mar de Tetis y la formacion del Mediterraneo. Cephalota deserticoloides es una especie endemica con distribucion restringida a escasas localidades en el sureste iberico, donde ocupa parches de estepa arida salina. Dado su alto nivel de fragmentacion y su especializacion ecologica, se asume que sus poblaciones estan aisladas. Aunque considerada vulnerable, se conoce poco sobre su dinamica real y su nivel de riesgo. La capacidad de detectar su presencia e identidad es primordial para su manejo, pero es facil confundir sus larvas con las de C. littorea. El principal objetivo de esta tesis es ofrecer una aproximacion al conocimiento sobre la evolucion de C. deserticoloides, comenzando con su origen en el seno del genero paleartico Cephalota, y centrandose despues en la dinamica interna y la relacion entre sus poblaciones. En el primer capitulo, se infiere un arbol filogenetico de once especies de Cephalota. Las relaciones filogeneticas observadas entre las especies contradicen las hipotesis previamente formuladas acerca de la evolucion de este grupo. Ademas, los resultados no apoyan la sistematica establecida para este genero, sugiriendo que el subgenero Taenidia no es monofiletico. El origen de Cephalota se remonta a hace 13.5 millones de anos, una vez que el Mediterraneo ya estaba formado. Se proponen hipotesis alternativas relacionadas con los cambios en el habitat adecuado para este grupo halofilo, causados por el nivel fluctuante del Mediterraneo. En el segundo capitulo, se usan dos enfoques para evaluar la dinamica poblacional y origen de C. deserticoloides, combinando el analisis filogeografico con el de morfometria geometrica. Los resultados indican que C. deserticoloides se compone de un pequeno grupo de poblaciones con escaso contacto entre ellas. Estos resultados mejoran nuestro entendimiento de la especie y su dinamica ecologica, y permitiran mejorar el manejo y proteccion tanto de la estepa salina como de C. deserticoloides. En el tercer capitulo, se usa ADN ambiental para muestrear de forma no invasiva larvas de cicindelidos. Se desarrolla un protocolo novedoso para diferenciar entre C. deserticoloides y C. littorea tomando muestras de suelo de las galerias larvarias. Los resultados confirman la validez de este metodo para separar ambas especies y generan nuevas hipotesis acerca de la abundancia y reparticion del nicho entre ellas. Finalmente, en el cuarto capitulo se estima el tamano poblacional de una poblacion de C. deserticoloides mediante metodos de marcaje y recaptura. Las observaciones indican que C. deserticoloides ocupa un nicho reducido, separado de especies coexistentes. El area considerada soporta una densidad alta de estos escarabajos tigre, comparable a las de otras especies amenazadas. Estos resultados ayudaran a evaluar el estado de conservacion de C. deserticoloides y a sentar las bases para medidas de proteccion a largo plazo. The use of molecular techniques has become an essential tool to study biological diversity. This is especially important in endangered organisms, where a detailed assessment of their genetic diversity, ecology, and populational status are needed in order to design effective management measures to ensure their survival. Additionally, knowledge of the phylogenetic relationships of organisms is essential for establishing a taxonomic classification coherent with its evolutionary history. Recently, environmental DNA has become an essential source of information about biodiversity that does not require an invasive disturbance of the analyzed taxa. The tiger beetle genus Cephalota, including the subgenera Cephalota and Taenidia, is distributed from the Mediterranean Sea to Central Asia, and includes some endangered endemisms restricted to reduced areas in the Iberian Peninsula. The genesis of this genus has been related to the closure of the Tethys Ocean and the formation of the Mediterranean Sea. Cephalota deserticoloides is an endemic species, with a distribution restricted to a few sites in south eastern Spain, where it occupies only the patchy arid saline steppe type habitat. Due to this high level of patchiness and ecological specialization, its current populations are assumed to be local and isolated. Although regarded as vulnerable, very little is known about its actual population dynamics and degree of endangerment. A capability to assess its presence and identity is paramount to its management, but is confounded by the very similar co-occurrent larvae of C. littorea. The main objective of this thesis is to offer an approach to the knowledge of the evolution of C. deserticoloides, starting with its origin within the Palearctic genus Cephalota, then to focus on the internal dynamics and the relationship between its populations. In the first chapter, a phylogenetic tree of eleven Cephalota species is inferred. The observed phylogenetic relationships between these species challenges the hypotheses previously formulated about the evolution of this group. Additionally, the results do not support the established systematics of this genus, suggesting that the subgenus Taenidia is not monophyletic. The origin of Cephalota is dated back to 13.5 million years ago, once the Mediterranean Sea was already formed. Hypotheses concerning the changes on the suitable habitat for this halophile group caused by fluctuating levels of the Mediterranean Sea are proposed. In the second chapter, we use a twofold approach to assess the population dynamics and origin of C. deserticoloides, combining genetic-based phylogeography with a geometric morphometric approach. The results attest that C. deserticoloides is a small group of isolated populations with little contact with each other. These results improve our understanding of the species and its ecological dynamics, which will enable an improved management and protection of the Iberian saline steppe and of C. deserticoloides. In the third chapter, we use of environmental DNA to conduct a non-invasive sampling of tiger beetle larvae. A novel protocol is developed to discriminate between C. deserticoloides and C. littorea soil-bound genetic material from larval burrows. The observed results confirm the ability of this method to separate both species and give rise to new hypotheses regarding relative abundance and niche partitioning between them. Finally, in the fourth chapter, mark-recapture estimates of total population size are presented for one population of Cephalota deserticoloides. The observations gathered indicate that C. deserticoloides makes a narrow use of the habitat available, with activity peaks that are separated from co-occurrent species. The area under consideration holds a relatively dense tiger beetle population, numerically comparable to those of other endangered cicindelids. These results will help assess the conservation state of C. deserticoloides and set the stage for more long-term efforts to analyse its population viability for protective measures.