Evolution of the Atacama Desert flora: Insights from phylogeographic studies on Oxalis and Viola
Final Report Abstract
In diesem Projekt ging es um die Evolution von Pflanzen der Atacama Wüste und angrenzender Gebiete in Chile, in denen die Niederschläge extrem gering und dazu unzuverlässig ausfallen. Eine Gattung, die mit 54 Arten zu den artenreichsten Chiles zählt und die auch viele trockenheitsangepasste Arten hervorgebracht hat, ist Oxalis, der Sauerklee. Mit 480 Arten ist diese Gattung weltweit verbreitet, wobei Südamerika und Südafrika die Diversitätszentren sind. Zwei längere Phasen der Feldarbeit in Chile dienten dazu, Standorte, morphologische Merkmale und Artgrenzen möglichst umfassend und kritisch zu erfassen. Darauf aufbauend wurde mit molekular-biologischen Methoden ein Stammbaum erstellt, der nicht nur die chilenischen Arten einschließt sondern 50-60 weitere Arten aus der ganzen Welt. Es zeigte sich, dass die chilenischen Arten zu weit getrennten Stammeslinien gehören und dass gerade die ältesten Oxalis Artengruppe in Chile (und Argentinien) vorkommen. Südafrika wurde erst später von Südamerika aus erreicht. Anhand der exakten Standorte von weit über 1000 Pflanzen, die alle 54 Arten repräsentieren, und ökologisch wichtigen Klima-Parametern wie Niederschlags- und Temperaturverteilung im Jahreslauf, konnten dann Modelle erstellt werden, die zeigen in welchem Typ Klima eine bestimmte Art vorkommt. Anhand des Stammbaums und mit Hilfe einer molekularen Uhr war es möglich zu erschließen, ob bestimmte Artengruppen von Oxalis etwa schon lange in nur einem Klima-typ vorkommen oder ob im Gegenteil die Arten einer Verwandtschaftsgruppe verschiedene Mikroklimate (und also Habitate) besetzen. Beides war denkbar. Es zeigte sich, dass sich zwei Oxalis-Gruppen (eine davon heute mit zwei Arten, eine mit 15 Arten) vor 15-10 Millionen Jahren an die Atacama Bedingungen angepasst haben. Die aus der Feldarbeit resultierenden Oxalis-Sammlungen sind in der Botanischen Staatssammlung (in München) hinterlegt und stellen einen bleibenden Wert dar, da ein Teil der chilenischen Trockengebiete stark bedroht ist. Die hunderte von neuen DNA Sequenzen wurden ebenfalls in GenBank für andere Forscher frei zugänglich gemacht.
Publications
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2008. Oxalis novemfoliolata, a new species of Oxalis sect. Carnosae endemic to the Atacama Desert of northern Chile. Gayana Bot. 65:115-118
Heibl, C. and C. Marticorena
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Reconstruction of past climatic niches and growth form evolution in south-central Andean Oxalis. Poster, Conference on Niche Evolution; Zurich 3-4 July 2009
Heibl, C. and S. S. Renner
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(2010) Population demography influences climatic niche evolution: Evidence from South American Hordeum species (Poaceae). Mol. Ecol. 19, 1423–1438
Jakob, S.S., Heibl, C., Rödder, D. Blattner, F.R.
