Räumlich-zeitliche Evolution von Ameisenpflanzen der Gattung Macaranga (Euphorbiaceae) in Südostasien

• Antragstellerin: Dr. Daniela Guicking
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 410962594

Die große Zahl an Studien, die sich in jüngerer Zeit mit der Evolution von Ameisen-Pflanzen-Mutualismen beschäftigen, unterstreicht das ungebrochene Interesse an diesem faszinierenden Phänomen. Unter den zahlreichen Beziehungen, die Pflanzen zu Schutzzwecken mit Ameisen eingehen, ist die Myrmekophytie die am stärksten spezialisierte und effizienteste Form. In dieser Symbiose bieten die Pflanzen ihren Ameisen Nistraum und Nahrung, während die Ameisen ihre Wirtspflanzen gegen Herbivore, Pathogene und Überwucherung verteidigen. Die Myrmekophytie ist während der Evolution der höheren Pflanzen mehr als 150 Mal unabhängig voneinander entstanden. Um zu verstehen unter welchen ökologischen und evolutiven Umständen myrmekophytische Eigenschaften entstehen und wieder verloren gehen, sind umfassend beprobte und hochaufgelöste Phlyogenien unabdingbar. In vielen myrmekophytischen Linien, die mit Hilfe traditioneller Sanger-Sequenzierung analysiert wurden, ließen sich die phylogenetischen Verwandtschaftsverhältnisse nur unbefriedigend auflösen, eine Tatsache die wahrscheinlich in dem jungen Alter der Linien begründet liegt (< 15 Mio. Jahre). In diesem Projekt werden wir zum ersten Mal Methoden des "Next Generation Sequencing" (Genotyping-by-sequencing, GBS) verwenden, um die phylogenetischen Verwandtschaftsverhältnisse zwischen und innerhalb myrmekophytischer Linien der südostasiatischen Gattung Macaranga zu rekonstruieren. Während viele Macaranga-Arten Ameisen nur fakultativ anlocken, leben etwa 30 Arten aus West-Malesien (Borneo, Sumatra, die Malaiische Halbinsel und umliegende Inseln; auch als "Sundaland" bezeichnet) in obligater Symbiose mit neun Arten der Ameisen-Gattung Crematogaster. Im ersten Teil des Projekts soll basierend auf GBS-Analysen von 234 Individuen, einschließlich fast aller myrmekophytischer Arten und ihren nicht-myrmekophytischen Verwandten, die räumlich-zeitliche Evolution der Myrmekophytie in der Gruppe rekonstruiert werden. Damit lässt sich unter anderem klären, wann, wo und unter welchen Umständen die mit der Myrmekophytie assoziierten morphologischen Merkmale entstanden bzw. wieder verloren gegangen sind. Des Weiteren werden wir die Hypothese testen, dass die Myrmekophytie die Diversifizierung und Artbildung in Macaranga positiv beeinflusst hat. Im zweiten Teil des Projekts werden allgemeine Aspekte der Biogeographie von Sundaland durch einen GBS-basierten, vergleichenden phylogeographischen Ansatz bearbeitet. Hierfür werden jeweils zwischen 30 und 50 Individuen von fünf weit verbreiteten Arten untersucht, die sich hinsichtlich ihrer ökologischen Anforderungen und Beziehungen zu Ameisen unterscheiden. Dabei wollen wir insbesondere untersuchen, wie die klimatischen und geografischen Gegebenheiten in der Vergangenheit die Populationsstruktur und Genflussmuster von west-malesischen Macaranga-Arten beeinflusst haben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen