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Projekt
Die Bedeutung von Umweltfaktoren in adaptiven Radiationen: Integration genetischer, fossiler und paläoökologischer Informationen zum Verständniss der Treibkräft der Diatomeenevolution in den ostafrikanischen Rift-Seen
Antragstellerin
Elena Jovanovska, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Geologie
Förderung
Förderung seit 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 439182658
Adaptive Radiation gilt als evolutionärer Prozess, der für die Entstehung eines Großteils der biologischen Vielfalt verantwortlich ist. Dieser Prozess läuft über verschiedene zeitliche und geografische Skalen und hängt stark von der natürlichen Selektion, stochastischen Ereignissen und Zufällen ab. Radiationen sind ein häufiges Phänomen in insularen Lebensräumen, wie die Darwinfinken auf den Galapagos-Inseln, die Anolis-Eidechsen auf den Karibischen Inseln oder die Buntbarsche in den ostafrikanischen Riftseen zeigen. Während die letztgenannten Systeme Radiationen in vielen anderen Gruppen aquatischer Organismen beherbergen, wurden die Mechanismen und Ursachen von Radiation weitgehend anhand der Buntbarsche untersucht. Trotz großer Erfolge bei der Entschlüsselung der Dynamik von Radiationen bei Buntbarschen wissen wir immer noch sehr wenig über den Beitrag abiotischer und biotischer Faktoren zu diesem Prozess in dieser Gruppe sowie in anderen ikonischen Beispielen adaptiver Radiationen, was vor allem auf den Mangel an Fossilien zurückzuführen ist. Daher untersuchen wir in diesem Projekt, das ursprünglich für drei Jahre beantragt, dann aber vorerst auf zwei Jahre gefördert wurde, adaptive Radiationen in verschiedenen und fossilreichen Gruppen aquatischer Diatomeen in den ostafrikanischen Riftseen, im Speziellen in den Gattungen Diploneis und Afrocymbella. Wir verwenden dazu einen integrativen Ansatz, der molekulare Phylogenetik mit paläontologischen und paläoökologischen Daten aus drei ICDP-Projekten kombiniert, um eine Schlüsselfrage der Evolutionsbiologie zu beantworten: Ist die Umwelt der Auslöser für gleichzeitige adaptive Radiationen in verschiedenen Taxa? Bisher konnten wir durch die Kombination von Fossilien mit zeitlich kalibrierten molekularen Phylogenien nachweisen, dass sich die beiden Kieselalgengruppen innerhalb des Rifts in relativ kurzer Zeit entwickelt haben. Damit ist eines der Kriterien für den Nachweis einer adaptiven Radiation erfüllt; ausserdem wurden somit frühere Erkenntnisse über die Geschichte der Seen bestätigt, und unsere Daten sind im Einklang mit dem Alter der Buntbarsch-Radiationen. Nachdem wir die zeitaufwändigsten Teile des Projekts abgeschlossen haben, werden wir nun den phylogenetischen Rahmen nutzen, um Art und Tempo der Diversifizierung und der Evolution von Merkmalen abzuleiten und deren Verlauf mit paläoökologischen Variablen zu korrelieren (z. B. glazial-interglaziale Zyklen, Monsunaktivitäten und Megadürren), um mögliche Umwelteinflüsse auf die adaptive Radiation zu untersuchen. Die integrative Analyse genetischer, morphologischer, paläontologischer und paläoökologischer Daten ermöglicht es uns nicht nur, parallele adaptiver Radiationen in verschiedenen Organismen zu identifizieren, sondern auch die Prozesse, die den Verlauf von Radiationen bestimmen, besser zu beurteilen. Es zeigt sich bereits, dass das Phänomen der adaptive Radiation bei Kieselalgen weiter verbreitet sein könnte als bisher angenommen.
DFG-Verfahren
Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug
Belgien, Kanada, Schweiz, USA
Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner
Dr. Christine Cocquyt; Paul Hamilton; Professor Dr. Walter Salzburger; Professor Dr. Jeffery Stone
