Phylogeny of some naviculoid diatoms

Abstract

Род Navicula Bory был описан в 1822 и характеризовался симметричным в трёх плоскостях панцирем и щелевидным швом на каждой створке. Долгое время данный род был одним из самых многочисленных по количеству таксонов, так как в него попали все водоросли, имеющие навикулоидную симметрию. С развитием сканирующей электронной микроскопии, а также с исследованием живых клеток диатомей стало очевидным значительно более широкое морфологическое разнообразие внутри рода Navicula, что привело к многочисленным таксономическим ревизиям. Однако ясности в понимании отдельных групп навикулоидных диатомовых водорослей до сих пор нет. В связи с этим целью данной работы стал анализ систематического положения отдельных, ранее не изученных или слабоизученных, групп навикулоидных диатомовых водорослей на основе морфологии створок, хлоропластов и молекулярно-генетических критериев. В ходе данной работы был проведён филогенетический анализ представителей родов Pinnularia и Caloneis, который поставил под сомнение существующие границы этих таксонов на основе морфологии порового аппарата, шва и хлоропластов и показал возможность соотнесения молекулярно-генетических данных с морфологическими. Впервые было показано, что представители родов Geissleria и Paraplaconeis относятся к цимбеллоидным диатомовым водорослям, несмотря на навикулоидную симметрию панциря. В работе подтверждена обоснованность выделения рода Humidophila из рода Diadesmis на основе молекулярно-генетических данных. Впервые был выделен в культуру штамм рода Aneumastus и проведён его молекулярно-генетический анализ, доказывающий целесообразность включения этого рода в семейство Mastogloiaceae. Проведённый молекулярно-генетический анализ с использованием новых штаммов из дорсивентрального рода Seminavis поставил под сомнение использование дорсивентральности как важного признака при описания новых таксонов навикулоидных диатомовых водорослей.

Genus Navicula Bory was described in 1822 and it included pennate diatoms that are symmetrical about three planes with a central slit-like raphe system on each valve. For a long time this genus was one of the largest, because contained diatoms with naviculoid symmetry. With the development of scanning electron microscopy, as well as with the study of living diatom cells it became apparent great morphological diversity within the genus Navicula, which led to numerous taxonomic revisions. However, now there is no clarity in the understanding of some naviculoid diatoms. Therefore, the aim of this study was to analyze the systematic position of some, previously unstudied or poorly studied, naviculoid diatoms using valve and chloroplast morphology, molecular-genetic data. In the course of this work the phylogenetic analysis was carried for genera Pinnularia and Caloneis. This analysis impugns the existing borders of taxa on the basis of the morphology of the pore system, raphe and chloroplasts, and shows the ability of correlation of molecular-genetic and morphological data. For the first time it was shown that the genera Geissleria and Paraplaconeis are cymbelloid diatoms, despite naviculoid symmetry of the valve. Also this work confirmed the validity of the allocation Humidophila from Diadesmis on the basis of molecular genetic data. For the first time it was shown using molecular-genetic analysis that genus Aneumastus should be included in the family Mastogloiaceae. The performed molecular-genetic analysis, using new strains of the genus Seminavis, impugns the use of dorsiventral symmetry as an important feature in the description of new naviculoid diatoms.