Διερεύννηση του μοντέλου ανάπτυξης που ακολουθεί το κέλυφος των χερσαίων γαστερόποδων και η διαφοροποίηση τους με το υψόμετρο

The aim of this study was to investigate the development of the land snail shell as well as to account for environmental effects on its shape. In order to achieve this goal, specimens of land snails from nine sites were examined. Sampling areas were selected in order of latitude namely lowlands (0-100 m.), highlands (1.000 m.) and peaks (2.000 m.), in each of the three major massifs of the island of Crete. The model applied was based on the research of Lovtrup, S. & Lovtrup, M., (1988), Cortie (1989), Prusinkiewicz (1994), Meinhardt & Prusinkiewicz (1995), who have suggested a theoretical model that describes the development of land snails' shell. The innovative element of the present study lies on the method used, in order to confirm the model's predictions and its application on real shells. This method enables the objective comparison of trajectories that shells of different species follow, as well as shells of the same species at different locations. Besides the method, that defines the parameters of the model, four new parameters in gastropod morphometry are defined and measured. The methodology used to acquire raw data such as cut shell sections, illustration of the sections by a scanner, morphometric measurements by specific software, are applied for the first time and permit us to obtain new morphometric parameters. These parameters, according to the statistical analysis of the data, in combination with the application of the model shows that they can be used as diagnostic indices for the environmental influences in shell morphology. The Multivariate Analysis of Variance indicates that in some species the vertical differentiation that appears to exist in the morphometric characteristics of the shell is statistically significant. In addition for some species a horizontal axis of differentiation on the island in an East-West direction also emerged. The same method points out that the growth ratio of the spiral is smaller on the peaks of the mountains than at lower altitudes. Moreover it seems that in ecosystems at mountain peaks flattened forms prevail compared to those in lower altitudes. The distribution of endemic species of the genus Albinaria and Metafruticicola, points out that specific mechanism which reduce dehydration have been developed, by adjusting the aperture area. It is suggested that change in the growth ratio of spiral, intraspecific, is related to the prevailing environmental conditions during the growth of the organism.Στόχος της διατριβής ήταν η διερεύνηση του μοντέλου ανάπτυξης που ακολουθεί το κέλυφος στα χερσαία γαστερόποδα και ο έλεγχος της επίδρασης των περιβαλλοντικών παραγόντων στο σχήμα του. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε να εξεταστούν δείγματα οργανισμών από εννέα περιοχές, που καλύπτουν τρία διαφορετικά υψόμετρα, πεδινά (0-100μ.), ορεινά (1.000 μ.) και κορυφές (2.000 μ.), σε κάθε έναν από τους τρείς κύριους ορεινούς όγκους της Κρήτης. Το μοντέλο το οποίο εφαρμόστηκε, βασίζεται στις εργασίες των ερευνητών Lovtrup, S. & Lovtrup, M., (1988), Cortie (1989), Prusinkiewicz (1994), Meinhardt & Prusinkiewicz (1995), οι οποίοι προτείνουν θεωρητικό μοντέλο, που περιγράφει τον αλγόριθμο ανάπτυξης του κελύφους των γαστερόποδων. Η πρωτοτυπία της διατριβής έγκειται στην ανάπτυξη μεθόδου για την επαλήθευση του μοντέλου και την ακριβή εφαρμογή του σε πραγματικά κελύφη. Η μέθοδος που εφαρμόζεται επιτρέπει την αντικειμενική σύγκριση της τροχιάς που ακολουθούν τα κελύφη των διαφορετικών ειδών, αλλά και του ίδιο είδους σε διαφορετικές περιοχές. Παράλληλα με τη μέθοδο προσδιορισμού των παραμέτρων του μοντέλου, προσδιορίζονται και μετρώνται τέσσερις νέες παράμετροι, οι οποίες εισάγονται για πρώτη φορά στη μορφομετρία των γαστερόποδων. Η μέθοδος παραγωγής των πρωτογενών δεδομένων, που περιλαμβάνει τομές των κελυφών σε τροχό, άμεση απεικόνιση της τομής σε σαρωτή εικόνας (scanner), και μέτρηση με χρήση ειδικού υπολογιστικού προγράμματος (software) των μορφομετρικών χαρακτηριστικών που ενδιαφέρουν, εφαρμόζεται για πρώτη φορά και επιτρέπει την απόκτηση των νέων μορφομετρικών παραμέτρων. Οι παράμετροι αυτές, σύμφωνα με την στατιστική επεξεργασία των δεδομένων, φαίνεται ότι σε συνδυασμό με την εφαρμογή του μοντέλου μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν διαγνωστικοί δείκτες επίδρασης των περιβαλλοντικών παραγόντων στην μορφολογία των κελυφών. Η πολυμεταβλητή ανάλυση διασποράς έδειξε ότι σε ορισμένα είδη η κατακόρυφη διαφοροποίηση που εμφανίζεται στα μορφομετρικά χαρακτηριστικά των κελυφών, είναι στατιστικά σημαντική. Η ανάλυση ανέδειξε και έναν οριζόντιο άξονα διαφοροποίησης, κατά τη διεύθυνση Ανατολής -Δύσης, στα χαρακτηριστικά του κελύφους ορισμένων ειδών. Η ίδια μέθοδος υποδεικνύει ότι το βήμα της έλικας στις κορυφές είναι μικρότερο από ότι στα υποκείμενα υψόμετρα. Επιπλέον στα οικοσυστήματα των κορυφών φαίνεται να επικρατούν μορφές με περισσότερο πεπλατυσμένο σχήμα. Οι κατανομές των ενδημικών ειδών του γένους Albinaria και Metafruticicola, υποδεικνύουν ότι αναπτύσσονται συγκεκριμένοι μηχανισμοί αποφυγής της αφυδάτωσης, με ρύθμιση της επιφάνειας του ανοίγματος. Τέλος προτείνεται ότι η αλλαγή του βήματος της έλικας, μέσα στο είδος, συνδέεται με τις συνθήκες που επικρατούν κατά την ανάπτυξη του οργανισμού