Origins of the African high mountain flora: the role of past climates on establishment and diversification
Final Report Abstract
Zu den wichtigsten Erkenntnissen, die im Rahmen dieses Projektes gewonnen wurden, zählen die Bestätigung der sehr jungen Besiedlungsgeschichte der Afroalpinen Regionen, die Notwendigkeit einer Präadaptation an kühle Klimabedingungen und der geringe Einfluss von Habitat auf die Artbildungsrate nach erfolgreicher Etablierung. Meinen Kollaborationspartners und mir ist es gelungen zu zeigen, dass die im Rahmen dieses DFG Projektes untersuchten Pflanzengruppen, d.h. Alchemilla und Senecio, sowie in Kollaboration Erica und Hypericum die Afroalpinen Regionen mehrfach unabhängig voneinander besiedelt haben. Dabei unterscheiden sich die Pflanzengruppen zwar in ihrer Herkunftsregion, aber sie zeigen eine allgemeine Tendenz in der Besiedlung der Afroalpine Regionen aus temperaten Klimaverhältnissen. Die untersuchten Kolonisationen wurden von uns durch molekulare Methoden datiert und wir haben gezeigt, dass diese in vergleichsweise jüngerer Zeit, d.h. seit dem Pleistozän oder frühesten in der Mitte des Miozän, stadtgefunden haben. Dies geht einher mit der Entstehung der Afroalpinen Regionen. In der noch ausstehenden Analyse der durch Next-Generation-Sequenzierung gewonnen Daten erwarten ich eine Bestätigung dieses Musters. Vorläufig ist es aber bereits möglich zu sagen, dass die Einwanderungen unter temperaten Klimabedingungen erfolgt sein muss. Dies ist in meinen Augen ein wichtiger Nachweis für das Verständnis von Fernausbreitungsereignissen in geographisch weit auseinanderliegenden, aber klimatisch ähnlichen Regionen. Weiterhin konnte ich mit meinen Kollaborationspartnern zeigen, dass in einer Reihe von Fällen die Besiedlung der Afroalpinen Regionen zu einer Diversifikation geführt hat, wobei diese z.B. im Fall von Senecio, geringer ausgefallen ist als ursprünglich angenommen. Zudem konnten wir zeigen, dass in Alchemilla die Entstehung von Zwergsträuchern zwar eine offensichtliche Anpassung an alpine Klimaverhältnisse darstellt, diese aber nicht zu erhöhten Artbildungsraten geführt hat. Dies ist ähnlich zur Evolutionsgeschichte von Hypericum, bei der eine Adaptation an kühle Klimaverhältnisse die Bedingung für eine weltweite Ausbreitung gewesen ist und auf die zwar eine Radiation aber kein unmittelbarer Anstieg einer Artbildungsrate folgte. Besonders interessant ist dabei, dass Senecio auch als Gattung dabei in den Trocken- oder Halbtrockengebieten der westlichen Regionen im südlichen Afrika in einer Zeit der fortschreitenden Aridifizierung zu Beginn der Entwicklung eines mediterranen Klimas entstanden ist. Auch hier zeigt sich das eine Ausbreitung in andere Klimaregionen nur einmal bei der Besiedlung der östlichen Landesteile zu einer Änderung in Lebensform und Höhenverbreitung geführt hat und alle anderen, wiederholte Fernausbreitungsereignisse keine weiteren Änderung nach sich gezogen haben, wohl aber zu Artbildung führten. Wir haben außerdem durch die Untersuchung der Artenvielfalt und Verbreitungsmuster verschiedener Afroalpiner Region zeigen können, dass sich die Zusammensetzung der Arten besser durch geographische Isolation als durch Umwelt- bzw. Habitatbedingungen und –reichtum erklären lässt. Zudem haben wir gezeigt, dass der Artenreichtum im tropischen Afroalpin, ähnlich zu dem auf ozeanischen Inseln, durch ein komplexes Model aus Alter, Gebietsgröße, Gesamthöhe und Isolation beschreiben lässt. Während Endemismus sich am besten durch Artreichtum in Kombination mit Gebietsgröße und Isolation beschreiben lässt.
Publications
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