A Kárpát-medence kétéltű- és hüllőfajait az elmúlt száz évben intenzíven vizsgálták a klasszikus taxonómia módszereit alkalmazva. Méhelÿ Lajos (1862–1953) a két hazai unkafaj morfológiai jellemzését végezte el, miközben elsőként írta le a köztük előforduló hibridizáció jelenségét. Később a magyarországi barna békák anatómiai jellegeiről, színezetéről, fontosabb ismertetőjegyeiről készített tanulmányt. Fejérváry Géza Gyula (1894–1932) a magyarországi békák lárváit rendszerezte. Dely Olivér György (1927–2003) pedig a teljes hazai kétéltűfauna határozókönyvét publikálta 1967-ben a Magyarország Állatvilága (Fauna Hungariae) sorozat egyik köteteként, majd részletesebben foglalkozott többek között a pettyes gőte (Lissotriton vulgaris), az alpesi gőte (Ichthyosaura alpestris), a mocsári béka (Rana arvalis) és a kecskebéka (Pelophylax kl. esculentus) taxonómiájával. Egyik legjelentősebb művében a hazai alpesigőte-állományok csonttani vizsgálatát mutatta be, amelyben leírta a faj négy új alfaját a Kárpát-medencéből (Triturus alpestris carpathicus, T. a. satoriensis, T. a. bükkiensis és T. a. bakonyiensis).

Az elmúlt két évtizedben bevezetett, elsősorban DNS-alapú modern taxonómiai módszerek az európai kétéltűfajok molekuláris revízióját eredményezték, amelyek esetenként jelentősen átformálták a gőte-, szalamandra- és békafajokról származó taxonómiai ismereteinket. Új fajok felfedezését eredményezte a genetikai változatosság feltérképezése, vagy éppen eddig változatosnak hitt csoportokon belüli taxonok összevonását végezték el. Így emelték faji rangra például a közönséges tarajosgőte (Triturus cristatus) alfajait (Bucci-Innocenti et al., 1983), aminek következtében a hazai gőtefajok száma is jelentősen megnőtt. Ennek köszönhető továbbá, hogy a Triturus-fajcsoport fajszáma háromról nyolcra növekedett (Wielstra et al., 2013).

A molekuláris technikák sokrétű felhasználása azt is eredményezte, hogy új megvilágításba került az egyes fajok elterjedéstörténete. Az elmúlt egymillió év klimatikus változásai nagyban alakították a fajok elterjedését. Az eljegesedési periódusokat a legtöbb Európában előforduló állatfaj mediterrán menedékterületen vészelte át, majd a felmelegedési periódusokban visszaterjedtek észak felé. Az elmúlt évtizedek kutatásai azonban bebizonyították azt, hogy a Kárpát-medence is fontos szerepet játszott az európai fauna elterjedés-történetében, mivel extra-mediterrán menedékterületként szolgált a populációk számára (Schmitt – Varga, 2012).

A széles európai elterjedésű pettyes gőte (Lissotriton vulgaris) filogeográfiai elemzése kimutatta, hogy a faj számos menedékterületet foglalt el az eljegesedések alatt, többek között az Appennini-félszigeten, a Balkán-félszigeten, Anatóliában és a Kaukázusban, Dél-Romániában és a Kárpát-medence délnyugati részén. A pettyesgőte-populációk eltérő genetikai vonalat képviselnek hazánk keleti és nyugati részén (Babik et al., 2005). Jelentős genetikai változatosságot mutatnak a mocsári béka (Rana arvalis) Kárpát-medencei populációi is, amelyből arra lehet következtetni, hogy a faj három kládusza nagy valószínűséggel itt vészelte át az utolsó eljegesedést (Babik et al., 2004).

A Kárpát-medence tehát biogeográfiai szempontból fontos régió, amit a hazánkban előforduló kétéltűfajok genetikai változatossága is jól mutat. Kutatásaink célja volt, hogy molekuláris módszerekkel tovább vizsgáljuk a hazai kétéltűállományok változatosságát, és további ismeretekkel szolgáljunk elterjedéstörténetükhöz. Három példán keresztül szeretnénk bemutatni a hazai kétéltűeken végzett molekuláris taxonómiai és filogeográfiai kutatásokat.

A vöröshasú unka (Bombina bombina)
és a sárgahasú unka (Bombina variegata) elterjedéstörténete a Kárpát-medencében

A két európai unkafaj már több évtizede az evolúcióbiológiai kutatások élő laboratóriuma. A hegyvidéki sárgahasú unka és a síkvidéki vöröshasú unka elterjedése Közép-Európában egy több ezer kilométeres szakaszon összeér, amely találkozási sávban a két faj hibridzónát alkot. Az évtizedes kutatásokból kiderült, hogy a B. bombina a Fekete-tenger mentén vészelte át az eljegesedéseket. A B. variegata fajon belül igen magas genetikai változatosság tapasztalható, amely a kláduszok pleisztocén előtti szétválását sugallja. Az egyik pleisztocén-kori menedékterület az Appennini-félszigeten volt, ahonnan a populációk észak felé csak az Alpok határáig jutottak. Egy másik genetikai vonalat képvisel az a kládusz, amely a Balkán-félszigetről terjedt vissza Nyugat-Európa felé. A harmadik kládusz pedig több menedékterületen vészelte át a hideget a Déli- és a Délnyugati-Kárpátokban (Pabijan et al., 2013).

A sárgahasú unka Magyarországon izoláltan fordul elő a középhegységeinkben, amely populációkat a hegylábaknál a vöröshasú unka vált fel. Kutatásunkban szerettük volna megtudni, hogy a hazai sárgahasúunka-állományok milyen genetikai változatosságot mutatnak, és hogy az elszigetelt középhegységi állományok melyik genetikai vonalhoz tartoznak. Szerettük volna továbbá megállapítani, hogy melyik területeken hibridizálódik egymással a két faj. Ehhez összesen 119 egyedből gyűjtöttünk szövetmintát, amelyekből a DNS kinyerése után két mitokondriális génszakaszt vizsgáltunk (ND4 és COI).

Az eredmények azt mutatták, hogy a dunántúli B. variegata minták (Őrség, Bakony, Mecsek) genetikailag a nyugati, Alpokból származó kláduszhoz tartoznak, míg az Északi-középhegységből gyűjtött minták (Mátra, Zemplén) a keleti, kárpáti kláduszból szakadtak le. Ez alapján a Kárpát-medencét a sárgahasú unkák két irányból, az Alpok és a Kárpátok felől népesítették be (1. ábra). A B. bombina-populációk alacsony változatosságot mutattak a síkvidéki Kárpát-medencei területeken. Hibridizációt tapasztaltunk az Őrség kivételével az összes elszigetelt B. variegata perempopulációjában. Ebből arra lehet következtetni, hogy a déli menedékterületről a Duna-mentén visszaterjedő B. bombina állományok szerepet játszottak a B. variegata állományok elszigetelődésében (Vörös et al., 2006).

A tarajos gőték (Triturus fajcsoport)
molekuláris taxonómiája

Korábbi taxonómiai vizsgálatok megállapították, hogy Magyarországon három tarajosgőtefaj fordul elő. Ezek a közönséges tarajosgőte (Triturus cristatus) az Északi-Középhegységben, dunai tarajosgőte (Triturus dobrogicus) a síkvidékeken, és az alpesi tarajosgőte (Triturus carnifex) a nyugati

határvidéken. A T. cristatus és T. dobrogicus fajok elkülönítése a morfológia alapján problémás, amit még az is nehezít, hogy az elterjedésük határán keverednek egymással. Kutatásunkban molekuláris taxonómiai módszereket alkalmazva szerettük volna pontosítani a három faj előfordulását Magyarországon, különös tekintettel a T. cristatus – T. dobrogicus fajokra.

Összesen 140 tarajosgőte-példányt mintáztunk Magyarország területéről (25 T. carnifex és 115 T. dobrogicus/T. cristatus), majd a mitokondriális ND2-szakaszt és hét mikroszatellita lókuszt vizsgáltunk a laboratóriumban. Eredményeink azt mutatták, hogy hazánk legnagyobb területén a T. dobrogicus faj fordul elő, míg a T. cristatus csak cristatus/dobrogicus-hibrid példányok formájában van jelen az Aggteleki-karszt területén. A nyugati peremvidékről származó T. carnifex populációk élesen elkülönültek a többi állománytól a filogenetikai fán (Vörös – Major, 2007).

Munkánk következő lépcsőjében negyven fehérje lókuszt vizsgáltunk a T. dobrogicus fajon, hiszen ennek a fajnak az elterjedéstörténete még nem volt pontosan ismert. Összesen 140 egyedet mintáztunk 16 populációból, a Bécsi-medencétől a Duna alsó szakaszáig. A populációgenetikai vizsgálatok magas allélváltozatosságot és jelentős génáramlást mutattak a három nagyobb folyó (Duna, Tiszta, Száva) mentén, amelyekhez a faj előfordulása kötődik. A legmagasabb genetikai diverzitást a Száva-menti populációk mutatták, amely arra utal, hogy ezen a területen lehetett a faj egyik menedékterülete az utolsó eljegesedés során (Vörös – Arntzen, 2010).

A barna varangy (Bufo bufo) filogeográfiája

Néhány évvel ezelőttig a Bufo volt az egyik legfajgazdagabb kétéltű génusz, amely 283 ismert békafajt számlált. Darrell L. Frost és munkatársai (2006) azonban csonttani, morfológiai és genetikai vizsgálatokon alapulva több génuszra darabolták szét. A Bufo génuszban maradt keleti és nyugati fajok is jelentős genetikai különbséget mutattak. Vizsgálatunkban a molekuláris taxonómia módszereivel kutattuk a Bufo bufo fajcsoport nyugati tagjainak (Bufo bufo, Bufo eichwaldi, B. verrucosissimus) leszármazási viszonyait. A három faj közül az eurázsiai elterjedésű Bufo bufo hazánkban is gyakori a sík- és dombvidékeken egyaránt. A Bufo bufo fajnak eddig három alfaját írták le: B. b. bufo, B. spinosus és B. b. gredosicola. Vizsgálatunkban a B. bufo törzsalak és a B. spinosus alfaj leszármazási viszonyaira és kontaktzónájára összpontosítottunk.

A három faj összesen 232 egyedét mintáztuk, lefedve Európát, Észak-Afrikát, de gyűjtöttünk szövetmintát Anatóliától egészen a Kaukázusig. Két mitokondriális génszakaszt (16S és citokróm-b) és négy nukleáris gént (POMC, CXCR4, BDNF, RPL3) szekvenáltunk. Külcsoportként egy közelrokon, a keleti fajcsoportból származó faj (B. gargarizans) szekvenciáját használtuk fel.

A filogenetikai rekonstrukció azt mutatta, hogy a B. eichwaldi testvértaxonja egy kládusznak, amely tartalmazza a B. b. spinosus alfajt, és egy másik kládusznak, amely tartalmazza a B. b. bufo törzsalak és a közelrokon B. verrucosissimus mintákat (2. ábra). Ezek alapján a törzsalak B. b. bufo és az Észak-Afrikában, az Ibériai-félszigeten és Franciaország nyugati felén előforduló B. b. spinosus génállományukban olyan jelentősen különböznek, hogy önálló faji rangra érdemesek. A filogeográfiai rekonstrukció és a molekuláris óra alapján a B. bufo és B. spinosus kláduszokat nagyjából kilencmillió évvel ezelőtt, a korai Pireneusok kiemelkedése izolálta el egymástól, amely időszaktól számítható a két faj önálló evolúciós története (Recuero et al., 2012).

A Kárpát-medence további kétéltűfajainak filogeográfiai feldolgozása folyamatban van. Jelenlegi kutatásaink a foltos szalamandra (Salamandra salamandra) és az alpesi gőte (Ichthyosaura alpestris) molekuláris taxonómiáját és elterjedéstörténetét vizsgálják.
 

Kulcsszavak: filogeográfia, mitokondriális DNS, nukleáris DNS, mikroszatellitek, sárgahasú unka, vöröshasú unka, alpesi tarajosgőte, dunai tarajos-gőte, közönséges tarajosgőte, barna varangy
 

IRODALOM

Babik, Wieslav – Branicki, W. – Crnobrnja- ISAILOVIĆ, J. et al. (2005): Phylogeography of Two European Newt Species – Discordance between mtDNA and Morphology. Molecular Ecology. 14, 2475–2491. DOI: 10.1111/j.1365-294X.2005.02605.x

Babik, Wieslav – Branicki, W. – Sandera, M. et al. (2004): Mitochondrial Phylogeography of the Moor Frog, Rana arvalis. Molecular Ecology. 13, 1469–1480. DOI: 10.1111/j.1365-294X.2004.02157.x

Bucci-Innocenti, Stefania – Ragghianti, M. – Mancino, G. (1983): Investigations of Kariology and Hybrids in Triturus boscai and T. vittatus, with a Reinterpretation of the Species Groups within Triturus (Caudata: Salamandridae). Copeia. 3, 585–598.

Dely Olivér Gy. (1967): Kétéltűek – Amphibia – Magyarország Állatvilága (Fauna Hungariae), 20, 3. Akadémiai, Budapest

Frost, Darrell R. – Grant, T. – Faivovich, J. et al. (2006): The Amphibian Tree of Life. Bulletin of the American Museum of Natural History. 297, 1–370. • WEBCÍM

Pabijan, Maciej – Wandicz, A. – Hofman, S. et al. (2013): Complete Mitochondrial Genomes Resolve the Phylogenetic Relationships within Bombina (Anura: Bombinatoridae). Molecular Phylogenetics and Evolution. 69, 63–74. DOI: 10.1016/j.ympev.2013. 05.007 • WEBCÍM

Recuero, Ernesto – Canestrelli, D. – Vörös J.et al. (2012): Multilocus Species Tree Analyses Resolve the Radiation of the Widespread Bufo Bufo Species Group (Anura: Bufonidae). Molecular Phylogenetics and Evolution. 62, 71–86. DOI: 10.1016/j.ympev.2011.09.008

Schmitt, Thomas – Varga Zoltán (2012): Extra-Mediterranean Refugia: The Rule and Not the Exception? Frontiers in Zoology. 9, 22. doi:10.1186/1742-9994-9-22 • WEBCÍM

Vörös Judit – Alcobendas, M. – Martínez-Solano, I. et al. (2006): Evolution of Bombina bombina and Bombina variegata (Anura: Discoglossidae) in the Carpathian Basin: A History of Repeated mt-DNA Introgression across Species. Molecular Phylogenetics and Evolution. 38, 705–718. DOI: 10.1016/j.ympev.2005.08.010
Vörös Judit – Arntzen, Jan W. (2010): Weak Population Structuring in the Danube Crested Newt, Triturus dobrogicus, Inferred from Allozymes. Amphibia-Reptilia. 31, 339–346. • WEBCÍM

Vörös Judit – Major Ágnes (2007): Kétéltű-populációk földrajzi szerkezete a Kárpát-medencében. In: Forró László (szerk.): A Kárpát-medence állatvilágának kialakulása. Magyar Természettudományi Múzeum, Budapest

Wielstra, Ben – Litvinchuk, S. N. – Naumov, B. et al. (2013): A Revised Taxonomy of Crested Newts in the Triturus karelinii Group (Amphibia: Caudata: Salamandridae), with the Description of a New Species. Zootaxa. 3682, 441–453. • WEBCÍM