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Projekt
Dschungel Genomik - durch Nanopore Sequenzierung in Biodiversitäts-Hotspots den "Linnean shortfall" überwinden
Antragsteller
Professor Dr. Hanno Schaefer
Fachliche Zuordnung
Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
Förderung
Förderung von 2017 bis 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 351790369
Der dramatisch beschleunigte Verlust von Arten und Lebensräume verlangt, dass Taxonomen viel schneller Arten entdecken und beschreiben, als dies traditionelle Methoden erlauben. In der ersten SPP-Phase haben wir eine Monographie-Pipeline entwickelt, die durch Sequenzierung von Typus-Material ein Sortieren beschriebener Taxa in genetisch/morphologisch distinkte Arten und Synonyme ermöglicht und dazu das Abfassen umfassender Monographien erleichtert. Dieser Ansatz kann allerdings nicht zur Entdeckung neuer Arten beitragen, da nur bereits beschriebene Taxa untersucht werden. Um diese Schwäche zu beheben, schlagen wir einen auf Nanopore-Sequenzierung basierenden Ansatz zur Entdeckung unbeschriebener Arten vor. Nanopore-Sequenzierung kann zum schnellen und relativ billigen Screening von unbestimmten Sammlungsmaterial verwendet werden, ist aber auch besonders gut dazu geeignet, direkt im Feld neue Arten zu erkennen. Auf diese Weise wollen wir den sogenannten "Linnean shortfall" also die Zahl noch unbeschriebenen Pflanzenarten reduzieren und die Rate der Entdeckung neuer Pflanzen stark steigern.Wir wollen unseren Ansatz in Madagaskar testen, einem der am stärksten bedrohten Biodiversitäts-Hotspots. Wir werden uns wieder auf die Familie der Kürbisgewächse (Cucurbitaceae) fokussieren, die in Madagaskar durch eine extreme Diversität an Lebensformen, Lebensräumen und Bestäubern auffällt. Erstaunlicherweise scheinen die Kürbisgewächse Madagaskars aber extrem artenarm zu sein und im Vergleich zum Familien-Durchschnitt deutlich reduzierte Artbildungsraten zu haben, zumindest wenn diese mit den beschriebenen Arten berechnet werden. Die wahrscheinlichste Erklärung für diese paradoxe Situation ist, dass ein großer Teil der Kürbisgewächse Madagaskars noch gar nicht entdeckt wurde. Wir wollen dies testen, indem wir für die 70 beschriebenen Arten eine genomische Referenz-Datenbank anlegen und dann bis zu 1000 Pflanzen-Individuen mithilfe von Nanopore-Sequenzierung direkt im Gelände in Madagascar screenen. Durch Abgleich mit unserer Referenz-Datenbank können wir dann vor Ort entscheiden, welche Pflanzen neue Arten sein könnten und diese gezielt untersuchen, was die Effizienz der Feldarbeit stark erhöht. Im Ergebnis werden wir eine umfassende Artenliste und Monographie für die Kürbisgewächse Madagaskars liefern können. Den genomische Datensatz können wir in Kombination mit bereits vorhandenen globalen Daten zur Stammbaum-Analyse, Abschätzung der biogeographischen Geschichte und Berechnung der echten Artbildungsraten verwenden. Unser einfacher Dschungel-Genomik Ansatz ermöglicht ferner die Einbeziehung und Schulung einheimischer Wissenschaftler, die damit bei ihrer Arbeit langfristig unabhängig von ausländischer Unterstützung werden können.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
