Kolonisations- und Diversifikations-Dynamiken in Artenschwärmen Langzeitseen abgeleitet von Meta-Analysen an Süßwasser-Gastropoden

• Antragsteller: Dr. Björn Stelbrink
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 324310660

Langzeitseen sind wichtige Fundorte der Biodiversität und Hotspots für Endemismus. Ihr Alter (>100,000 Jahre) erlaubt die Rekonstruktion von vergangenen Kolonisationsgeschichten und Prozessen der intra-lakustrinen Diversifikation/Speziation. Wichtige Faktoren, die die Speziation beeinflussen sind extrinsisch oder intrinsisch und können oft interagieren. Dabei sind die wichtigsten extrinsischen Faktoren große geologische, limnologische oder klimatische Änderungen und damit einhergehende Seespiegel-Schwankungen. Der Einfluss von extrinsischen und intrinsischen Faktoren auf die Diversifikationsrate erfordert allerdings eine gut untersuchte geologische und klimatische Geschichte des betreffenden Seensystems. Es erfordert weiterhin passende Modellsysteme, vollständige molekulare Phylogenien und statistische Methoden, die Diversifikationsraten anhand zeit-kalibrierter molekularer Phylogenien berechnen können. Das Hauptziel dieses Antrags ist die Identifikation der wichtigsten extrinsischen Faktoren, die Speziationsprozesse bei Gastropoden vom Miozän bis zum späten Pleistozän getrieben haben, mittels einer Meta-Analyse über sieben wichtigen Langzeitseen. Die Meta-Analyse umfasst die Generation von molekularen Phylogenien, zeit-kalibrierten molekularen Phylogenien, Diversifikationsraten-Analysen, Equilibrium-Analysen (Arten-Fassungsvermögen des Sees) und Verlinkung von Umweltänderungen und Diversifikationen/Speziationen. Diese Analysen basiere hauptsächlich auf publizierten DNA-Sequenzen, werden aber durch zusätzliche Sequenzen ergänzt, die im Laufe dieses Projektes erhalten werden. Die Durchführung einer solchen Meta-Analyse erlaubt das Vergleichen von Diversifikationsraten zwischen verschiedene Gruppen im gleichen See oder ähnlichen Gruppen in unterschiedlichen Seen. Dieser Antrag stellt einen neuen interdisziplinären Ansatz für Langzeitseen-Studies dar, in dem generierte und publizierte evolutionäre, geologische und Umwelt-Daten aus generierten und Publizierten verglichen werden. Es ist der erste Versuch, Diversifikationsmuster in Langzeitseen in einem vergleichenden Rahmen auf einer globalen Ebene zu untersuchen. Die erhaltenen Ergebnisse werden Einblicke in Modus und Tempo von Speziationen in Gastropoden und den Einfluss von extrinsischen Faktoren auf Diversifikationen gewähren und könnten als Basis für weitere Meta-Analysen in anderen Tiergruppen dienen. Das Herleiten eines Zeitfensters für wichtige evolutionäre (Speziations-) Ereignisse durch die Verwendung zeit-kalibrierter Phylogenien aller Gruppen wird weiterhin zum Wissen der teils unsicheren und diskontinuierlichen limnologischen Geschichte einiger dieser Seen beitragen. Aufgrund des Fehlens von Fossilien in vielen Seen, ist der Ansatz der Verwendung molekularer Daten rezenter Arten in Kombination mit zeit-kalibrierten Phylogenien basierend auf externen Raten oder Fossil-Kalbrierungen von großem Interesse nicht nur für Paläontologen sondern auch Geologen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen