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Dactylogyridae 2022: a meta-analysis of phylogenetic studies and generic diagnoses of parasitic flatworms using published genetic and morphological data
Owing to the largely unexplored diversity of metazoan parasites, their speciation mechanisms and the circumstances under which such speciation occurs - in allopatry or sympatry - remain vastly understudied. Cichlids and their monogenean flatworm parasites have previously served as a study system for macroevolutionary processes, e.g., for the role of East African host radiations on parasite communities. Here, we investigate the diversity and evolution of the poorly explored monogeneans infecting a West and Central African lineage of cichlid fishes: Chromidotilapiini, which is the most species-rich tribe of cichlids in this region. We screened gills of 149 host specimens (27 species) from natural history collections and measured systematically informative characters of the sclerotised attachment and reproductive organs of the parasites. Ten monogenean species (Dactylogyridae: Cichlidogyrus and Onchobdella) were found, eight of which are newly described and one redescribed herein. The phylogenetic positions of chromidotilapiines-infecting species of Cichlidogyrus were inferred through a parsimony analysis of the morphological characters. Furthermore, we employed machine learning algorithms to detect morphological features associated with the main lineages of Cichlidogyrus. Although the results of these experimental algorithms remain inconclusive, the parsimony analysis indicates that West and Central African lineages of Cichlidogyrus and Onchobdella are monophyletic, unlike the paraphyletic host lineages. Several instances of host sharing suggest occurrences of intra-host speciation (sympatry) and host switching (allopatry). Some morphological variation was recorded that may also indicate the presence of species complexes. We conclude that collection material can provide important insights on parasite evolution despite the lack of well-preserved DNA material.
TITLE: À l’Ouest, rien de nouveau ? L’histoire évolutive des monogènes (Dactylogyridae : Cichlidogyrus, Onchobdella) infectant une tribu de poissons cichlidés (Chromidotilapiini) d’Afrique occidentale et centrale. ABSTRACT: En raison de la nature largement inexplorée de la diversité des parasites métazoaires, leurs mécanismes de spéciation et les circonstances dans lesquelles cette spéciation se produit—allopatrie ou sympatrie—restent très peu étudiés. Les cichlidés et leurs parasites Plathelminthes monogènes ont déjà servi de modèle pour l’étude des processus macro-évolutifs, par exemple pour le rôle des radiations d’hôtes de l’Afrique de l’Est sur les communautés de parasites. Ici, nous étudions la diversité et l’évolution des monogènes peu étudiées qui infestent une lignée de poissons cichlidés d’Afrique occidentale et centrale : les Chromidotilapiini, qui est la tribu de cichlidés la plus riche en espèces dans cette région. Nous avons examiné les branchies de 149 spécimens hôtes (27 espèces) provenant de musées d’histoire naturelle et mesuré systématiquement les caractères informatifs des pièces sclérifiées du hapteur et des organes copulateurs des parasites. Dix espèces de monogènes (Dactylogyridae : Cichlidogyrus et Onchobdella) ont été trouvées ; huit sont nouvelles pour la science et une est redécrite. Les positions phylogénétiques des espèces de Cichlidogyrus infectant les chromidotilapiines ont été déduites par une analyse de parcimonie des caractères morphologiques. En outre, nous avons utilisé des algorithmes d’apprentissage automatique pour détecter les caractéristiques morphologiques associées aux principales lignées de Cichlidogyrus. Bien que les résultats de ces algorithmes expérimentaux restent peu concluants, l’analyse de parcimonie indique que les lignées de Cichlidogyrus et d’Onchobdella de l’Afrique de l’Ouest et Central sont monophylétiques, contrairement aux lignées d’hôtes qui sont paraphylétiques. Plusieurs cas de partage d’hôtes suggèrent des occurrences de spéciation synxénique (sympatrie) et de changement d’hôte (allopatrie). Certaines variations morphologiques ont été enregistrées et peuvent également indiquer la présence de complexes d’espèces. Nous concluons donc que le matériel de collection peut fournir des informations importantes sur l’évolution des parasites malgré le manque d'ADN exploitable.
- Keywords
- Allopatric speciation, Host-parasite evolution, Machine learning, Maximum parsimony, Sympatric speciation,
- MeSH
- Cichlids * parasitology MeSH
- Phylogeny MeSH
- Parasites * MeSH
- Platyhelminths * genetics MeSH
- Trematoda * MeSH
- Animals MeSH
- Check Tag
- Animals MeSH
- Publication type
- Journal Article MeSH
Monogenean parasites are often co-introduced with their fish hosts into novel areas. This study confirmed co-introduction of two dactylogyrids, Dactylogyrus squameus Gusev, 1955 and Bivaginogyrus obscurus (Gusev, 1955), and a newly described gyrodactylid species, Gyrodactylus pseudorasborae n. sp. into Europe along with their fish host, the invasive topmouth gudgeon Pseudorasbora parva (Temminck & Schlegel) from East Asia. All three species were observed in the lower Dnieper and middle Danube basin regions and had slightly larger haptoral hard parts than the same parasites in their native range. While dactylogyrids occurred sporadically, we recorded regular infection by G. pseudorasborae n. sp. at relatively high prevalence and abundance. This latter species was observed in both the native and non-native range of topmouth gudgeon, and resembles Gyrodactylus parvae You et al., 2008 recently described from P. parva in China. Both species were distinguished based on genetic analysis of their ITS rDNA sequence (6.6% difference), and morphometric differences in the marginal hooks and male copulatory organ. Phylogenetic analysis of dactylogyrid monogeneans showed that B. obscurus clustered with Dactylogyrus species parasitising Gobionidae and Xenocyprididae, including D. squameus, supporting recent suggestions of a paraphyletic origin of the Dactylogyrus genus. In addition to co-introduced parasites, topmouth gudgeon was infected with a local generalist, G. prostae Ergens, 1964, increasing the number of monogeneans acquired in Europe to three species. Nevertheless, monogenean infections were generally lower in non-native host populations, potentially giving an advantage to invading topmouth gudgeon.
TITLE: Les parasites d’un envahisseur à succès : les monogènes du goujon asiatique Pseudorasbora parva, avec description d’une nouvelle espèce de Gyrodactylus. ABSTRACT: Les parasites monogènes sont souvent co-introduits avec leurs hôtes poissons dans de nouvelles zones. Cette étude a confirmé la co-introduction de deux Dactylogyridae, Dactylogyrus squameus Gusev, 1955 et Bivaginogyrus obscurus (Gusev, 1955), et d’une espèce de Gyrodactylidae nouvellement décrite, Gyrodactylus pseudorasborae n. sp. en Europe, en même temps que leur hôte poisson, le goujon envahissant Pseudorasbora parva (Temminck & Schlegel) qui vient d’Asie de l’Est. Les trois espèces ont été observées dans les régions du bas Dniepr et du bassin moyen du Danube et avaient des parties sclérifiées haptorales légèrement plus grandes que les mêmes parasites dans leur aire de répartition d’origine. Alors que les Dactylogyridae étaient rares, nous avons enregistré une infection régulière par G. pseudorasborae n. sp. à une prévalence et une abondance relativement élevées. Cette dernière espèce a été observée à la fois dans l’aire de répartition indigène et non indigène du goujon asiatique et ressemble à Gyrodactylus parvae You et al., 2008 récemment décrit chez P. parva en Chine. Les deux espèces ont été distinguées sur la base de l’analyse génétique de leur séquence ITS de l’ADNr (différence de 6,6 %) et des différences morphométriques dans les crochets marginaux et l’organe copulateur mâle. L’analyse phylogénétique des monogènes Dactylogyridae a montré que B. obscurus se regroupait avec des espèces de Dactylogyrus parasitant les Gobionidae et les Xenocyprididae, y compris D. squameus, soutenant les suggestions récentes d’une origine paraphylétique du genre Dactylogyrus. En plus des parasites co-introduits, le goujon asiatique était infecté par un généraliste local, G. prostae Ergens, 1964, portant le nombre de monogènes acquis en Europe à trois espèces. Néanmoins, les infections par les monogènes étaient généralement plus faibles dans les populations d’hôtes non indigènes, donnant potentiellement un avantage à l’invasion du goujon asiatique.
- Keywords
- Bivaginogyrus, Monogenea, New species, Parasite loss, Phylogeny, Species invasion,
- MeSH
- Cyprinidae * parasitology MeSH
- Phylogeny MeSH
- Cypriniformes * MeSH
- Fish Diseases * epidemiology parasitology MeSH
- Parasites * MeSH
- Trematoda * genetics MeSH
- Animals MeSH
- Check Tag
- Male MeSH
- Animals MeSH
- Publication type
- Journal Article MeSH