Bibliographic Metadata

Title
Genetische und evolutionäre Analyse kenianischer Spitzmaulnashörner (Diceros bicornis)
Additional Titles
Genetic and evolutionary analysis of Kenyan black rhinoceroses (Diceros bicornis)
AuthorSetzer, Andrea
Thesis advisorSchnabl, Christine
Published2012
Date of SubmissionJune 2012
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)Spitzmaulnashörner / Diceros bicornis / Kenia / Sequenzierung / Phylogenetischer Baum / Genetische Diversität
Keywords (EN)Black rhinoceroses / Diceros bicornis / Kenya / Sequencing / phylogenetic tree / genetic diversity
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Vertreibung und radikale Wilderung haben die Spitzmaulnashornpopulationen in Afrika seit den 80er Jahren extrem dezimiert. Grund dafür ist vor allem der äußerst hohe Marktwert seines Horns, bei dessen meist brutaler Entfernung die Nashörner oft qualvoll verenden. Seit 1970 wurde die Zahl der Tiere um 96% auf heutzutage wenige hundert Tiere reduziert und das Spitzmaulnashorn gilt als akut vom Aussterben bedroht. Von den letzten verbliebenen Heimatländern hebt sich Kenia auf Grund seiner besonderen geographischen Lage ab. Es grenzt an drei Habitate verschiedener Unterarten und ist daher vermutlich ein Diversitäts-Hotspot für Spitzmaulnashörner.

In dieser Arbeit wurden mitochondriale und nukleäre Gene von 27 Spitzmaulnashornproben aus Kenia sequenziert und mit homologen Sequenzen anderer lebender afrikanischer Tiere aus verschiedenen Ländern verglichen um die genetische Diversität und evolutionäre Phylogenie aufzuzeigen. Es wurden außerdem Proben lebender Tiere aus Kenia mit aus der gleichen Region stammenden älteren Museumsproben verglichen, um zu bestimmen, ob sich die radikale Verminderung der Spitzmaulnashornpopulationen in der genetischen Diversität wiederspiegelt.

Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass die genetische Diversität der derzeit in Kenia lebenden Tiere ähnlich hoch ist, wie die sämtlicher anderer untersuchten lebenden Tiere verschiedener Länder zusammen. Dies unterstützt die Theorie, dass Kenia ein Diversitäts-Hotspot für Spitzmaulnashörner ist.

Die Konstruktion eines phylogenetischen Baumes für sämtliche untersuchten Unterarten zeigt, dass kenianische Tiere sehr nahe mit jenen aus Kamerun und Simbabwe und erst in einer zweiten, distinkteren Gruppe mit Tieren aus Südafrika und Namibia verwandt sind. Dieses Ergebnis ist konsistent mit der des kenianischen Hotspots, da Tiere bei ihrer Migration nach Süd- bzw. Westafrika die zentralen Regenwälder des Kongos nicht passieren können, und den Weg über Ostafrika wählen müssen.

Schlussendlich konnte ermittelt werden, dass obwohl die genetische Diversität in den zur Zeit lebenden kenianischen Tieren geringer ist, als jene der analysierten Museumsproben, sie auf keinen Fall den Populations-Crash der 80er Jahre um 96% wiederspiegelt. Ein großer Teil der genetischen Diversität schien in den verbliebenen Tieren erhalten zu sein, was die enorme Bedeutung der kenianischen Spitzmaulnashornpopulation in Bezug auf zukünftige Arterhaltung hervorhebt.

Abstract (English)

The black rhino is critically endangered because of hunting pressures due to the high market value of its horn. Since 1970, the entire species population was reduced by 96%, leading to the extinction of black rhinos in most of their former range. Among the countries where the black rhino is still extant, only Kenya encompassed the ranges of three different subspecies, and is therefore likely to be a diversity hot-spot for this species. In this work mitochondrial and nuclear genes of 27 black rhinos from Kenya were sequenced, and compared to homologous sequences from other countries in Africa where the black rhino is still extant to compare levels of genetic diversity and deduce evolutionary relationships. Extant Kenyan sequences are also compared to those available from old museum samples from the same area to determine if the drastically reduced population sizes are reflected in a loss of genetic diversity. The results show that genetic diversity in Kenya was of similar magnitude to that of the entire extant species range combined, supporting the hypothesis that Kenya is a diversity hotspot for this species. Using species tree reconstruction, it can be seen that Kenyan black rhinos are most closely related to those in Cameroon and in Zimbabwe, whereas a separate group was formed by South Africa and Namibia. This result is also consistent with a Kenya-hotspot hypothesis, since the central rainforests of the Congo ensure that all migration of black rhino to western and southern Africa must pass through East Africa. Finally, it is determined that while genetic diversity was lower in the extant sample, relative to the total sample including old museum samples, the level of diversity lost did not reflect the magnitude of a population crash of 96%. Much of the Kenyan diversity was preserved in the remaining black rhinos which highlights the Kenyan black rhino population as critical for the future conservation management of this species.