Determination of caddisflies (Insecta, Trichoptera) fauna biodiversity in Croatia using the method of DNA barcoding

Tulari se zbog povezanosti sa specifičnim uvjetima staništa i osjetljivosti na onečišćenje, smatraju ključnom bioindikatorskom skupinom na temelju koje su se brojne zemlje obavezale pratiti biološku kakvoću slatkovodnih ekosustava. Pouzdano i brzo određivanje do razine vrste pokazalo se izazovnom u taksonomiji. Fauna tulara u Hrvatskoj nepotpuno je istražena zbog malog broja specijaliziranih taksonoma i nedostatka morfološkog ključa za određivanje pojedinih svojti ženki i ličinki. U ovom radu korištena je metoda DNA barkodiranja, koja se pokazala kao brz i pouzdan alat za određivanje nepoznatih uzoraka svrstavanjem u poznatu vrstu ili skupinu srodnih vrsta kroz filogenetsku analizu. Istraženi su filogenetski odnosi 441 primjerka tulara prikupljenih na 177 lokacija u Hrvatskoj. Uspješno je DNA barkodirano 85% poznatih vrsta tulara, odnosno 89% poznatih rodova u fauni Hrvatske iz svih 17 porodica, a DNA barkodirajuće sekvence pohranjene su u svjetsku javnu bazu BOLD. Metodom DNA barkodiranja potvrđeni su nalazi novih i rijetkih vrsta u fauni Hrvatske, određeni primjerci koje nije bilo moguće odrediti korištenjem morfoloških značajki ili za koje nisu opisane dijagnostičke značajke. Istaknuti su genetski divergentni primjerci unutar poznatih vrsta. Otkriveno je šest do sada nezabilježene vrsta za znanost, uključujući i pet kriptičnih vrsta.Caddisflies are used as biological indicators of water quality because they are highly sensitive to environmental stress and pollution. Therefore, they have an essential role in standardized ecological assessment of aquatic ecosystems in most countries. However, reliable and rapid identification to the species level is proved challenging. In Croatia, caddisfly faunistic data are incomplete due to a small number of taxonomists and a lack of morphological description keys for females and larvae of known species. In this research, a DNA barcoding method was used as a fast and reliable tool that can classify an unknown sample into a known species or group of related species through phylogenetic analysis. Phylogenetic relations between 441 caddisfly individuals, sampled from 177 locations in Croatia are analyzed in this study. A full-length DNA barcode was obtained from 85% of known caddisfly species, representing 89% of known genera and all 17 families of caddisflies known from Croatia. DNA barcode sequences are stored in the BOLD public database. The DNA barcoding method confirmed findings of new and rare species in Croatian caddisfly fauna, identified specimens that were not possible using morphology or for which no diagnostic features were described. Specimens with highly divergent DNA barcode with respect to known species are highlighted. DNA barcoding revealed six new species, including five cryptic species hitherto unrecorded based on morpholog