Neumann Karsten, Dr. rer. nat.

Untersuchungen zur Systematik der Hamster (Cricetinae) sowie zur genetischen Populationsstruktur und Phylogeografie des Feldhamsters Cricetus cricetus (Linneaus, 1758) und des Goldhamsters Mesocricetus auratus (Waterhouse, 1839)

Habilitationsschrift zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium habilitatus (Dr. rer. nat. habil.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Beschlußdatum 20.06.2007

Abstract
Die echten Hamster (Cricetinae) repräsentieren eine Nagetiergruppe, die trotz ihrer Popularität als Haus- und Labortiere, kaum populationsgenetisch untersucht wurde. Auch fehlte bisher eine molekulare Systematik der Hamster, obwohl viele taxonomische Unklarheiten bestehen.
In Rahmen dieser Arbeit wurde ein erster genetischer Stammbaum der Cricetinae erstellt. Dabei konnten drei phylogenetische Linien identifiziert werden, die ihren Ursprung im Miozän haben. Die meisten bisher gültigen Hamstergattungen konnten bestätigt werden. Dagegen erwies sich die Gattung Cricetulus als nicht monophyletisch.
In einem weiteren Abschnitt der Arbeit wurden die Populationsstrukturen von Feldhamster (Cricetus cricetus) und Goldhamster (Mesocricetus auratus) mit nukleären und mitochondrialen Genmarkern untersucht. Der Feldhamster zerfällt in Mitteleuropa in zwei phylogeografische Linien, welche durch die Gebirgsketten der Karpaten, Sudeten und deutschen Mittelgebirge getrennt sind. Beide Linien gehen auf unterschiedliche pleistozäne Ausbreitungswellen zurück. Die Existenz einer eigenen westlichen Unterart C. cricetus canescens konnte nicht bestätigt werden. Allerdings unterscheiden sich die westlichen Populationen des Feldhamsters durch ihre geringe genetische Diversität, welche wahrscheinlich auf einen Gründereffekt basiert.
Die genetische Analyse der rezenten Goldhamsterpopulation ergab, dass diese einen spätpleistozänen Flaschenhals erfahren hat. Die effektive Gesamtpopulation der Art wurde auf ungefähr 36 000 Individuen geschätzt.

Hamsters of the subfamily Cricetinae comprise a group of rodents with a largely unknown population genetics despite their popularity as pets or laboratory animals. A genetically based phylogeny of the Cricetinae is missing although there is large disagreement about the taxonomic position of many taxa.
Here, a first gene tree of the Cricetinae is presented which proves the existence of three major phylogenetic hamster lineages. All three are rooted in the Miocene. Most accepted hamster genera could be confirmed but the genus Cricetulus appears to be not monophyletic.
The second part of this thesis deals with the population genetics of two different hamster species, the common hamster (Cricetus cricetus) and the golden hamster (Mesocricetus auratus) which has been investigated with nuclear and mitochondrial markers.
Common hamsters in central Europe consist of two phylogeographic lineages which are separated by the Carpathians, the Sudetes and the German uplands. Both lineages represent different range expansions during the Pleistocene. The existence of a separate western common hamster subspecies C. cricetus canescens was not confirmed. However, western hamsters are differentiated from other central European populations by their reduced genetic diversity. This low genetic variability is most likely the result of a founder event.
Genetic analysis of the contemporary golden hamster population revealed a late Pleistocene bottleneck which included the entire species. The long-term effective population size of the golden hamster numbered around 36.000 individuals.

Keywords:
Phylogenie, Populationsstruktur, genetische Diversität, Phylogeografie, Mikrosatelliten, mitochondriale DNA, Cricetinae, Feldhamster, Goldhamster

Phylogeny, population structure, genetic diversity, phylogeography, microsatellites, mitochondrial DNA, Cricetinae, common hamster, golden hamster

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Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Inhaltsverzeichnis (1-2)
1. Einleitung (3-5)
2. Phylogenie und Systematik der Cricetinae (6-35)
3. Genetische Diversität, Populationsstruktur und Phylogeografie des Feldhamsters (Cricetus cricetus) (36-98)
4. Genetische Variabilität und Populationsstruktur des Goldhamsters Mesocricetus auratus (Waterhouse) (99-150)
5. Zusammenfassung und Ausblick (151-153)
6. Literaturverzeichnis (154-162)
7. Habilitationsrelevante Publikationen (163)