Speciation of sponges in Baikal‐Tuva region: an outline

Lake Baikal is known for its high percentage of endemic fauna and flora. The most abundant sessile animal taxa in the littoral zone of Baikal are the photosymbiotic sponges. These endemic sponges are grouped to the family Lubomirskiidae and are separated, based on molecular data, from the cosmopolitan family Spongillidae Gray 1867. In the present review, recent data on the potential driving forces of the rapid speciation in Lake Baikal have been unified. Current data suggest that the genetic repertoire of the sponges was sufficiently large to cope with the major cold events, occurring 2.8–2.5 and 1.8–1.5 Ma. It is proposed that during those periods of climatic incisions founder populations were separated from the parental cosmopolitan sponge population and developed subsequently to the array of endemic species. To clarify whether the endemic sponge fauna is indeed restricted to Lake Baikal only or whether there exist related taxa in other lakes, a collection of sponges in the 750 km distant Lake Chagytai was performed. This lake harbours unexpectedly large populations of the endemic species Baikalospongia dzhegatajensis. As the habitat of the Lake Chagytai (algal habitat) differs strongly from that of Lake Baikal (rocky habitat), it is proposed that after the formation of the initial founder population in response to the climatic shift, subsequent speciation was driven by habitat differences. Zusammenfassung Der Baikalsee ist fur seine hohe Anzahl an endemischen Tieren und Pflanzen bekannt. Die haufigsten sessilen Tiertaxa in der Littoralzone des Baikalsees sind die photosymbiontischen Schwamme. Sie werden in der Familie Lubomirskiidae zusammengefasst und auch aufgrund molekular-biologischer Analysen abgetrennt von der kosmopolitischen Familie der Spongillidae. In dem vorliegenden Ubersichtsartikel wird versucht, die Selektionsdrucke, die zu der schnellen Speziation der Schwamme im Baikalsee beigetragen haben, zu formulieren. Die vorliegenden Daten lassen annehmen, dass das genetische Repertoire der Schwamme genugend komplex war, um den Kaltperioden, die am Baikalsee beobachten wurden (vor 2,8–2,5 und 1,8–1,5 Millionen Jahren) zu widerstehen. Es wird postuliert, dass wahrend dieser einschneidenden Perioden sich Grunderpopulationen von kosmopolitischen Schwamm-Spezies separiert haben, die sich anschliesend in eine Reihe endemischer Schwamme aufgespalten haben. Zur Abklarung, ob endemische Schwamme der Region auf den Baikalsee beschrankt sind, wurden Tiere aus dem 750 km entfernten Chagytai-See untersucht. Dieser See zeichnet sich durch uberraschend grose Populationen der endemischen Schwamm-Spezies Baikalospongia dzhegatajensis aus. Das Habitat des Chagytai-Sees (Dominanz an Algen) unterscheidet sich stark vom Baikalsee. Es wird angenommen, dass nach der Ausbildung einer ursprunglichen Grunderpopulation, als Antwort auf klimatische Anderungen, Habitat-Unterschiede dazu beigetragen haben, dass sich die Speziation der Schwamme im Baikalsee und Chagytai-See unterschiedlich entwickeln konnte.