Genomik der Hybridisierung, Artbildung und phänotypischen Evolution von Mittelmeer- und Nonnenschmätzern

• Antragsteller: Dr. Reto Burri
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413417083

Die Natur beherbergt eine große Form- und Farbenvielfalt. Unser Verständnis komplexer molekularer und evolutionärer Mechanismen, welche den vielfältigen Weisen, in welchen sich Arten und Individuen unterscheiden, jedoch, steckt sie noch immer in den Kinderschuhen. Dank technischer Revolutionen haben wir heute einen einmaligen Zugang zu genomweiter molekularer Diversität. Infolgedessen können einige der wichtigsten Fragen bezüglich der Evolution dieser Biodiversität angegangen werden:- Welches ist die genetische Architektur von Artgrenzen und phänotypischer Diversität?- Welche Rolle spielen bestehende und neu entstandene genetische Varianten und Introgression in der Evolution von Phänotypen und Anpassung?- Welches ist der Ursprung konvergenter Phänotypen?Dieses Projekt beabsichtigt, Einsichten in diese Fragen mithilfe eines genetisch kaum erforschten Systems farbpolymorpher Singvögel zu gewinnen – den Mittelmeer- und Nonnenschmätzern (Oenanthe hispanica und O. pleschanka). Mithilfe des Freilandlabors, welches die Hybridisierung zwischen diesen Arten in drei geografischen Regionen darstellt, gibt es folgende Ziele:- Identifizierung von Genomregionen, welche in der Evolution von Arten und Farbphänotypen eine Rolle spielen, durch einen komparativ-populationsgenetischen Ansatz und 'Admixture Mapping'.- Bestimmung von Genomregionen, welche in allen Hybridzonen resistent gegen Genfluss sind, und daher wahrscheinlich eine Rolle in der Reproduktiven Isolation der Arten spielen.- Ermittlung, ob der Ausgang von Hybridisierung sich zwischen den Hybridzonen unterscheidet.- Untersuchung der Rollen von Genfluss und Selektion in der Evolution der phänotypischen Populationsstruktur.Auffällige Farbpolymorphismen, welche die Polymorphismen der Hauptstudienarten wiederspiegeln, finden sich über die gesamte Gattung Oenanthe repliziert. Dies weist auf konvergente Evolution hin, und das Studium der Kandidatengenomregionen durch die Gattung ermöglicht Analysen mit folgenden Zielen:- Bestimmung des anzestralen, introgressierten, oder neuen Ursprungs genetischer Varianten, welche als Kandidaten in der Evolution von Arten oder Phänotypen identifiziert wurden. - Untersuchung, ob dieselben Genomregionen in der Evolution konvergenter Phänotypen Wiederverwendung finden.Die Verfügbarkeit von historischen Proben ermöglicht desweiteren Einsichten in die zeitliche Dynamik der phänotypischen und genetischen Zusammensetzung einer Hybridzone. Diese liefern bekräftigende Hinweise hinsichtlich der Rolle bestimmter Genomregionen in der Evolution von Arten und ermöglichen Einsichten in die Evolution des Systems hin zu oder weg von kompletten Artgrenzen.Das hier vorgeschlagene Projekt unterscheidet sich von ähnlichen Studien durch die einzigartigen Möglichkeiten des Studiensystems, und einen integrativen Ansatz, welcher komparativ-populationsgenetische Analysen und 'Admixture Mapping' mit komparativ genomischen und zeitlichen Perspektiven kombiniert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz