Biogeographie und Evolution der artenreichsten adaptiven Radiation von Gehölzpflanzen (Melicope, Rutaceae) auf Hawaii.

• Antragsteller: Dr. Marc Appelhans
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 298876980

Der vorliegende Projektantrag hat als Ziel die evolutionäre Geschichte der Hawaiianischen Melicope Arten (Rutaceae; Rautengewächse) zu entschlüsseln. Die Hawaii-Inseln sind mit etwa 5 Millionen Jahren relativ jung und sie gehören zu den am meist abgelegen Landmassen unseres Planeten. Diese Faktoren führten dazu, dass die Inseln als perfektes natürliches Laboratorium zum Studium biogeographischer und evolutionärer Fragestellungen angesehen werden. The Gattung Melicope erfuhr auf den Inseln eine adaptive Radiation, die in relativ kurzer Zeit zu 52 Arten führte. Dadurch ist Melicope eine der artenreichsten Gattungen der Hawaii-Inseln und die mit Abstand größte Gehölzgattung. Trotz dieser hohen Artenzahl und große morphologische Unterschiede zwischen den Arten ist die genetische Variation zwischen den Arten gering. So lieferte Sanger Sequenzierung (klassische Kettenabbruch-Methode) basierend auf sechs Kern- und Plastidenmarkern nicht genügend Information um die phylogenetischen Verwandtschaftsbeziehungen auf Artniveau zu bestimmen. Seit der Einführung von next generation sequencing (NGS) Methoden sind enorme Fortschritte in der evolutionären Biologie zu verzeichnen, da nun eine viel höhere Qualität und Quantität der Sequenzdaten erreicht wird. In dem vorliegenden Antrag wird die NGS Methode restriction site associated DNA sequencing (RADseq) verwendet. RADseq ist vor allem auch für Nicht-Modellorganismen geeignet und es wurde gezeigt, dass die Methode zur Klärung phylogenetischer Verwandtschaftsbeziehungen auf und unterhalb des Artniveaus gut geeignet ist. Das erste Ziel des vorliegenden Antrags - eine aufgelöste Phylogenie auf Artniveau - dient als Basis für die weiteren Fragestellungen: Mithilfe biogeographischer Analysen werden Fragen nach dem Alter der Melicope-Linie, dem Zeitpunkt an dem Melicope die Hawaii-Inseln erreichte, der Ausbreitung von Melicope über die einzelnen Inseln, sowie der Artbildungsraten beantwortet. Weiterhin werden wir testen in wie weit Hybridisierung und Polyploidisierung zur Artbildung beigetragen haben. Zum Zeitpunkt des Einreichens dieses Antrages gab es keine Veröffentlichungen über RADseq Studien an Hawaiianischen Pflanzen sodass dieser Antrag als Fallbeispiel für Hawaiianische Biogeographie dient.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen