Systematic studies and call characterization of the pearly tree frog, Nyctixalus margaritifer Boulenger, 1882

Abstract

Marga Nyctixalus pertama kali diusulkan pada tahun 1882 oleh Boulenger dari specimen Jantan N. margaritifer yang diperoleh dari East Indies. Marga Nyctixalus terdiri dari tiga spesies, yaitu Nyctixalus margaritifer yang tersebar luas di Pulau Jawa, Nyctixalus pictus tersebar luas dari Myanmar, Thailand, Semenanjung Malaya, Sumatera hingga Kalimantan dan Nyctixalus spinosus terdapat di Filipina. Studi molekuler terbaru menunjukkan probabilitas tinggi divergensi genetic pada beberapa populasi N. pictus. Karakteristik vokalisasi dari marga Nyctixalus saat ini hanya dijelaskan pada jantan N. pictus. Namun, N. margaritifer, jenis dari marga Nyctixalus, referensi akustiknya tidak diketahui. Oleh karena itu, disertasi ini bertujuan untuk mengevaluasi status taksonomi N. margarittifer dari beberapa daerah yang mewakili seluruh rentang distribusinya melalui analisis molekuler dan morfologi dan mengevaluasi posisi sistematis jenis dalam marga Nyctixalus. Untuk selanjutnya, analisis akustik dilakukan untuk mengkarakterisasi karakter panggilan N. margaritifer dalam habitat aslinya dan membentuk koleksi referensi yang komprehensif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa N. margaritifer menunjukkan sedikit perbedaan signifikan dalam rasio tubuh dan tidak ada variasi antara karakter morfologi dengan jenislain dalam Marga dari Indonesia, N. pictus. Analisis PCA mengungkapkan bahwa populasi N. margaritifer dari Jawa membentuk kelompok, sedangkan N. pictus tidak dapat dipisahkan pada plot sebar. Berdasarkan barcode DNA menggunakan fragmen gen 16S rRNA mitokondria, jarak genetik dalam populasi N. margaritifer dan N. spinosus menunjukkan variasi jarak genetik intraspesifik, masing-masing (0-1,52% pada N. margaritifer dan 0-0,2 pada N. spinosus). Populasi dalam N. pictus menunjukkan keragaman genetic yang tinggi yang menunjukkan adanya beberapa garis keturunan mulai dari 1 sampai 6, mewakili variasi interspesifik (4,3-9,9%). Berdasarkan hasil studi akustik pada N. margaritifer, ini terungkap bahwa panggilan Jantan diatur dalam kelompok note, yang disusun dalam seri yang berbeda. Jenis note dasar ini memiliki panggilan cepat/pendek dan hadir di setiap kelompok note. Pada kondisi tertentu, katak jantan menghasilkan note yang lebih panjang dan lebih lambat dibandingkan dengan jenis note dasar. Note ini ditemukan hanya pada note pertama (pengantar) atau terakhir dalam sekelompok note. Namun demikian, penelitiian ini menunjukan bahwa katak betina mampu mengenali dan menanggapi rangsangan akustik yang spesifik. panggilan timbal balik yang dihasilkan setelah panggilan kelompok note yang terdiri dari 10 dan 12 catatan dari panggilan stimulus. Selain itu, note baik dalam panggilan jantan dan panggilan timbal balik menunjukkan karakteristik yang sama. Karakteristik note memiliki ciri dengan spektrum yang jarang dan tidak berdenyut (unpulsed) dan terdiri dari variasi deret harmonik. Namun demikian, penelitian lebih lanjut akan membantu mengevaluasi status taksonomi, khususnya pada populasi N. pictus di Indonesia, dan mengungkapkan anomaly perilaku akustik pada N. margaritifer.

The genus Nyctixalus was first proposed in 1882 by Boulenger from a male specimen of N. margaritifer obtained from the East Indies. The genus Nyctixalus consists of three species, namely Nyctixalus margaritifer is restricted in Java Island, Nyctixalus pictus is widely distributed from Myanmar, Thailand, Malay Peninsula, Sumatra to Borneo, and Nyctixalus spinosus occurs in Philippines. Recent molecular studies have shown a high probability of genetic divergence in some populations of N. pictus. The vocalization characteristics of the genus Nyctixalus are currently only described in males of N. pictus. However, N. margaritifer, type species of the genus Nyctixalus, its acoustic reference is unknown. Therefore, this dissertation aimed to evaluate taxonomic status of N. margaritifer from several localities representing its whole range of distribution through molecular and morphological analysis and evaluate the systematic position of species in the genus. Henceforth, acoustic analyses were performed to characterize the call characters of N. margaritifer within its natural habitat and establish a comprehensive reference collection. The result showed that the N. margaritifer exhibited few significant differences in body ratios and there was no variation between morphology characters with another species within genus from Indonesia, N. pictus. The PCA analysis revealed that N. margaritifer population from Java formed a group, while N. pictus could not be separated on the scatter plot. Based on DNA barcoding using fragments of the mitochondrial 16S rRNA gene, the genetic distance within the population of both N. margaritifer and N. spinosus showed a variation of intraspecific genetic distance, respectively (0-1.52% in N. margaritifer and 0-0.2 in N. spinosus). The population within N. pictus exhibited high genetic diversity that showed the existence of multiple lineages ranging from 1 to 6, representing interspecific variations (4.3-9.9%). Based on the result of acoustic studies in N. margaritifer, it revealed that male calls were organized in note groups, which were arranged in different series. This fundamental note type had fast/shorter calls and was present in every note group. In certain conditions, male frogs emitted notes that were longer and slower compared to the fundamental note type. These notes were found to be the first (introductory) or last in a group of notes. Nevertheless, the female frogs recognized and responded to the conspecific acoustic stimuli. The response calls emitted after the call of note groups consisting of 10 and 12 notes. Additionally, the notes in male call and the reciprocal calls showed similar characteristics of an unpulsed, sparse spectrum and consisted of numerous harmonics. Nevertheless, further studies will help evaluate taxonomic status, particularly in N. pictus populations in Indonesia, and reveal anomalies of acoustic behaviour in N. margaritifer.