Phylogenie der panpulmonaten Gastropoden, erforscht durch einen "reduziert-repräsentativen" genomischen Ansatz

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Schrödl
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 243478344

Analysen transkriptomischer Sequenzdaten revolutionieren unser Verständnis tiefer Molluskenphylogenie. Komplette Genome oder sogenannte expressed sequence tags (ESTs) zu generieren ist jedoch immer noch aufwändig und wird ineffizient auf flacheren phylogenetischen Niveaus mit rasch ansteigender Taxondiversität. Somit besteht weiterhin ein Mangel an etablierten Genmarkern zum Testen neuer Hypothesen zu Subgruppen. Unseren 4-Gen Analysen nach unterscheidet sich die innere Topologie und damit auch die Evolution euthyneurer Gastropoden, die grob 50.000 Arten umfassen, radikal von den traditionellen Vorstellungen. Unser kürzlich etabliertes Taxon Panpulmonata ist artlich, morphologisch und biologisch divers und enthält eine Mischung traditioneller Ordnungen der Opisthobranchier und Pulmonaten sowie einige enigmatische Gruppen. Auf Basis mitochondrialer Gene erstellte Bäume widersprechen unserer neuen Baumhypothese, während sie von EST-basierte Analysen lokal unterstützt wird. Als dringende Fragen bleiben, gibt es einen Neuen Euthyneuren-Baum mit monophyletischen Panpulmonata, wie verlief die Evolution innerhalb der Panpulmonaten, und wie löst man die Phylogenie von hyperdiversen Gruppen verlässlich und effizient auf?Kürzlich entwickelte genomische Ansätze können mittels double digest Restriction-Site Associated DNA sequencing (ddRADseq) Tausende von unabhängigen nukleären Sequenzmarkern für Hunderte von Proben gleichzeitig generieren, schnell und extrem günstig pro Probe. Im hier beantragten Projekt möchten wir ddRADseqs als phylogenetische Marker für flache bis tiefere Divergenzen erforschen und etablieren, eingebettet in die Aufklärung der Phylogenie und Evolution der Panpulmonaten. Wir beantragen Verbrauchsmittel um mehr als 1000 ddRADseqs von bereits verfügbarer DNA von über 1000 verschiedenen Euthyneuren-Arten zu erzeugen. Diese beinhalten fast alle global bekannten Arten der Acochlidia, decken etwa die Hälte der bekannten Panpulmonaten-Familien mit mehreren Arten ab, und berücksichtigen alle relevanten Außengruppen-Taxa. Schon in der hier beantragten 18-monatigen Pilotphase des Projektes erhoffen wir uns robuste Resultate, 1) beim Testen der umstrittenen Monophyly der Panpulmonata und deren Ursprung, 2) beim Rekonstruieren der Panpulmonatenphylogenie auf Ordnungs- und Familienniveau (ohne die meisten Stylommatophoren), 3) beim Auflösen des Ursprungs und der inneren Evolution der Acochlidien, im Vergleich mit verfügbaren multi-locus and Morphologie-basierten Bäumen. Wir werden ein breites Spektrum moderner Methoden phylogenetischer und evolutionärer Rekonstruktionen anwenden, und auch aktuelle molekulare Artabgrenzungsanalysen. Mittels unserer massiven genomischen Daten (> 300.000 bp pro Probe) über viele Subtaxa hinweg werden wir derzeitige Paradigmen zur Merkmalsevolution und zu Macro-evolutionären Mustern in Panpulmonaten, wie die Invasionen von terrestrischen und limnischen Systemen, testen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professorin Dr. Annette Klussmann-Kolb; Professor Bernhard Misof, Ph.D.