Phylogenetische und funktionale Transkriptomanalysen zur Klärung der Evolution der Cephalocarida und der Branchiopoda mit speziellem Fokus auf die Cladocera (Crustacea)

• Antragsteller: Dr. Martin Schwentner
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 264147066

Als Basis für unser Verständnis von Evolution und von evolutionären Veränderungen innerhalb und zwischen Taxa werden gut begründete phylogenetische Beziehungen benötigt. In den letzten Jahren wurden große Fortschritte im Bereich der Transkriptome Sequenzierung und dem de novo Assembly der Transkriptome von Organismen, die keine Modelorganismen darstellen, erzielt. Diese ermöglichen eine bisher nicht dagewesene Kombination aus der Rekonstruktion von phylogenetischen Beziehungen und dem gleichzeitigen Nachvollziehen der zu Grunde liegenden genomischen Veränderungen. Dies geht weit über das reine aufstellen von Verwandtschaftshypothesen hinaus. So können genomische Apomorphien (z.B. taxonspezifische Gene) für die jeweiligen monophyletischen Gruppen identifiziert werden. Auf der Grundlage von Ontologien können die Funktionen der jeweiligen Gene bestimmt werden und somit evolutive Mechanismen der Kladogenese untersucht werden.Im Rahmen dieses Projektes werde ich eine Kombination aus phylogenetischen und funktionalen Transkriptomanalysen anwenden, um zwei Beispiele von evolutiven Übergängen innerhalb der Arthropoden zu untersuchen, welche mit tiefgreifenden evolutiven Veränderungen verbunden waren. Zum einen soll der Übergang eines crustaceenähnlichen Vorfahren hin zu den Hexapoda untersucht werden. Der Fokus wird hier auf den Branchiopoda und den Cephalocarida sein, da diese Taxa wichtig sind um die bisher noch ungeklärte Schwestergruppenbeziehung der Hexapoda zu klären. Desweiteren soll innerhalb der Branchiopoda der Übergang von einem spinucaudatenähnlichen Vorfahren zu den Cladocera untersucht werden. Dieser ging einher mit gravierenden Veränderungen der Lebensweise (z.B. Evolution von zyklischer Parthenogenese) und des Genoms. Insbesondere in diesem Teil des Projektes dienen die phylogenetischen Analysen in erster Linie als Hilfsmittel, um den Umfang der jeweiligen genomischen Veränderungen nachvollziehen zu können. Die Grundlage aller Analysen werden 27 neuerstellte Transkriptome von drei Cephalocariden und sechs Spinicaudaten Arten (mit jeweils drei Transkriptomen von verschiedenen Entwicklungsstadien) bilden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Gonzalo Giribet, Ph.D.