Radiation im Fluss. Mechanismen der Artenbildung bei viviparen Süßwasserschnecken endemisch im Kaek River, Thailand

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Glaubrecht
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere ; Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283403604

Die Frage nach dem Prozess, wie Arten und damit die Biodiversität insgesamt entstehen, wird bisher modellhaft im Wesentlichen an Wirbeltieren untersucht, obgleich Invertebraten-Gruppen die eigentliche Artenvielfalt stellen. Neben einer vielfach wirksamen geographischen Verursachung (allopatrische Speziation) belegen Studien neuerdings auch nicht-geographische, insbesondere ökologische Speziation durch mit der Umwelt in Beziehung stehende Selektionsvorgänge. Süßwasserschnecken sind nachweislich gut geeignete Modellorganismen zur Erforschung von Speziationsmechanismen, u.a. aufgrund ihrer eingeschränkten Beweglichkeit und der damit korrelierten hohen Bindung an Habitatbedingungen. Adaptive Radiationen vor allem in tropischen Seen lieferten dabei bereits wichtige Einblicke, erwiesen sich aber als komplexe Systeme. Dagegen sind Artenschwärme in Flüssen bisher kaum untersucht, aber aufgrund der geographisch linearen Topographie für Studien zur Speziation leichter zugänglich. Endemische Süßwasser-schnecken der Gattung Brotia im Kaek River in Thailand stellen mit weniger als einem Dutzend mikrogeographisch skalierten Arten ein ideales Modellsystem gleichsam als natürliches Experiment zum Studium grundlegender Speziationsmechanismen und Einflußfaktoren zur Verfügung. Zusätzlich zur molekularen Phylogenie und Phylogeographie des Artenschwarms und seiner entlang der kontinuierlichen unidirektionalen Topographie des Kaek Rivers vorkommenden sym-, para- und allopatrischen Arten und Artenpaare, sollen unter Einsatz von 'next generation'-Verfahren, konkret der innovativen RAD (restriction-site-associated DNA)-Sequenzierung, Divergenzdaten auf genomischer Ebene mit höchster Auflösung genutzt werden, um überprüfbare Aussagen zur Wirksamkeit geographischer Barrieren bzw. anderer, etwa ökologisch bedingter, Mechanismen genetischer Isolation zu entwickeln und zu testen. In einem integrativen Ansatz, d.h. unter Ein-beziehung morphologischer Daten (Anpassungen der Schale und Radula-Zunge) zur intra- und interspezifischen Divergenz bei riverinen Schnecken, solchen zu ihrer Lebensgeschichte (vivipare Reproduktionsstrategien), sollen vor dem Hintergrund ökologischer Parameter (v.a. Habitat und Substratpräferenz) Hypothesen zur räumlich korrelierten genetischen bzw. ökologischen Differenzierung, insbesondere zur Rolle trophischer Spezialisierung, beim Speziationsvorgang überprüft werden, um das Vorliegen einer tatsächlich originär riverinen Radiation zu beurteilen. Die modellhaft angelegte Studie erlaubt im Abgleich mit anderen, nicht nur den Einfluß extrinsischer (d.h. ökologischer versus geographischer) Faktoren bei der Entstehung der Biodiversität abzuschätzen; zugleich liefert sie die notwendige Datengrundlage zur Abschätzung des Beitrags möglicher intrinsischer (d.h. genetischer) Verursachung des Speziationsprozesses.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Walter Salzburger