Digging up Diversity: An Assessment of DNA Barcoding and Metabarcoding Approaches to Survey Soil Arthropods, with an Emphasis on Mites
Notice bibliographique
Résumé
Soils are one of the most biodiverse and least understood terrestrial habitats. Arthropods likely comprise the most important component of soil fauna diversity yet are so poorly known that estimates of their richness span two orders of magnitude. Comprehensive assessments of the fauna have been impeded by the prevalence of undescribed species and the scarcity of taxonomic expertise, combined with their small size and often cryptic morphology. In this thesis, I employ DNA barcoding and metabarcoding to advance understanding of soil arthropods and one of their most diverse factions, the mites (Arachnida: Acariformes, Parasitiformes). I first utilize DNA barcodes to assess a hemi-continental fauna—the mites of Canada. This survey uncovered 2.4x the number of species previously recorded in Canada and indicates that the fauna likely includes more than 30,000 species. Mite assemblages showed high β-diversity and were spatially structured, reflecting dispersal-limited, environmentally driven assembly. This survey generated the most comprehensive reference library for any national mite fauna, with coverage for all four orders and 60% of the families known from Canada. I then utilized this library to evaluate the accuracy of higher-taxonomic assignments based on DNA barcodes in mites, work that made it possible to develop family and ordinal identification thresholds for both full-length DNA barcodes and for the partial sequences used in metabarcoding. Lineage-specific thresholds and an expanded reference library improved the success of higher-taxonomic assignments, and more strict thresholds were needed to reduce assignment errors from short sequences. Finally, I assessed the efficacy of metabarcoding two types of bulk samples (specimens, soil) for surveying the soil arthropod community. Despite recovering different fractions of the fauna, specimen and soil analyses revealed similar patterns of α- and β-diversity. Expanded soil analysis also confirmed patterns of highly dissimilar, spatially structured arthropod distributions, demonstrating the ability of metabarcoding to enable rapid, robust surveys of the fauna. However, deep sequence coverage will be necessary to develop comprehensive baselines for the soil fauna, and reference library expansion is needed to improve the taxonomic resolution for these surveys. This thesis demonstrates the power of DNA barcoding and metabarcoding to advance knowledge of arthropod diversity and the processes that foster it.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,006 | 0,004 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».