GENETIC COMPARISONS OF GERMAN POPULATIONS OF THE STONE CRAYFISH, AUSTROPOTAMOBIUS TORRENTIUM (CRUSTACEA: ASTACIDAE)

COMPARAISONS GÉNÉTIQUES DE POPULATIONS ALLEMANDES D’ÉCREVISSE DES TORRENTS, AUSTROPOTAMOBIUS TORRENTIUM (CRUSTACEA: ASTACIDAE)

Biologie 1: Institute of Zoology; University of Regensburg; D 93040 Regensburg, Germany. E-Mail: Christoph.Schubart@biologie.uni-regensburg.de

Received: 23 June 2005
Accepted: 14 January 2006

Abstract

Austropotamobius torrentium (SCHRANK, 1803) is the smallest of the European native crayfish species and has probably never been of economic interest. It is confined to headwaters and adapted to cold water with high flow through and rocky environments. These properties make the stone crayfish a useful species for population genetics and phylogeographic studies. Representatives were collected from 18 localities throughout southern Germany and analysed with two mitochondrial genetic markers. Initial results revealed that German populations of A. torrentium from the Danube and Rhine tributaries share identical haplotypes in 528 basepairs of 16S rRNA and 658 basepairs of the COI gene. Rare haplotypes of the COI genes were occasionally encountered and apparently restricted to southwestern Bavaria. Only three variable sites were found over a length of 658 basepairs in 45 German, Swiss and Austrian stone crayfish resulting in five different haplotypes, with the prevalence of one most common haplotype. Here we show that in German populations rare haplotypes are not randomly distributed, but found in higher frequencies in the Bavarian Alps of the Allgäu and in adjacent Tyrol. On the other hand, stone crayfish population from the Bavarian Forest and the Rhine tributaries appear genetically impoverished, so far only showing the most common haplotype. Consequently, there are significant differences between the Allgäu populations and the rest of the German populations in haplotype frequencies, resulting in a relatively high F_ST value. This finding is of importance for future conservation efforts of stone crayfish populations in Germany and Austria.

Résumé

Austropotamobius torrentium (SCHRANK, 1803) est la plus petite des espèces d’écrevisses natives d’Europe et n’a probablement jamais eu d’intérêt économique. Elle est confinée au cours supérieur des rivières et est adaptée aux eaux froides à fort courant et avec un environnement rocailleux. Ces propriétés font de l’écrevisse des torrents une espèce utile pour les études de génétique des populations et de phylogéographie. Des échantillons ont été prélevés dans 18 localités réparties dans toute le Sud de l’Allemagne, puis analysés avec deux marqueurs génétiques mitochondriaux. Les premiers résultats ont montré que les populations allemandes d’A. torrentium des affluents du Danube et du Rhin ont le même haplotype pour une séquence de 528 paires de bases d’ARNr 16S et pour une séquence de 658 paires de bases du gène COI. Des haplotypes rares du gène COI ont été occasionnellement rencontrés, cantonnés apparemment dans le Sud de la Bavière. Parmi 45 écrevisses des torrents d’Allemagne, de Suisse et d’Autriche, seuls trois sites variables ont été trouvés sur une longueur de 658 paires de bases, conduisant à cinq haplotypes différents parmi lesquels prévaut un haplotype très répandu. Ici nous montrons que dans les populations germaniques, les haplotypes rares n’ont pas une distribution aléatoire mais se trouvent en fréquence plus élevée dans les Alpes bavaroises de l’Allgäu et dans le Tyrol adjacent. D’un autre côté, les populations d’écrevisse des torrents de la Forêt Bavaroise et des affluents du Rhin semblent tellement appauvries génétiquement qu’elles ne présentent que l’haplotype commun. Par conséquent, il y a des différences significatives entre les populations d’Allgäu et le reste des populations allemandes au niveau de la fréquence des haplotypes, conduisant à un F_ST relativement élevé. Ce résultat est important pour les mesures de conservation à venir des populations d’écrevisse des torrents en Allemagne et en Autriche.