Integration von Blütenmerkmalen in Bestäuber-mediierter ökologischer Artbildung

• Antragsteller: Professor Dr. Philipp Schlüter
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze ; Entwicklungsbiologie ; Genetik und Genomik der Pflanzen ; Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 440145319

Artbildung ist der Ursprung neuer Species und somit der Motor, der die Entstehung neuer Biodiversität antreibt und der evolutionäre Diversifikation ermöglicht. Ökologische Artbildung ist ein grundlegender biologischer Prozess, in dem neue Arten durch den Druck divergenter Selektion entstehen. Obwohl sich bereits Darwin für dieses Phänomen interessierte, gibt es noch viele offene Fragen zu den dafür notwendigen Bedingungen und den zugrundeliegenden Mechanismen. Ein wichtiger Faktor, der beeinflusst, wie rasch ökologische Artbildung stattfinden kann, ist die Geschwindigkeit, mit der ein Organismus auf divergente Selektion reagieren kann. Dies wiederum hängt von der Komplexität der Merkmale ab, auf die Selektion wirkt. Eine schnelle Reaktion of divergente Selektion sollte dann möglich sein, wenn entweder (i) die den selektierten Merkmalen zugrundeliegenden Gene nahe beisammen im Genom liegen, was die Wahrscheinlichkeit steigert, dass föderliche Genvarianten gemeinsam vererbt werden, oder (ii) wenn die Merkmale gemeinsame Aspekte ihrer genetischen Regulierung und Entwicklung teilen. Dieses Projekt zielt darauf ab, das Ausmaß an genomischer und entwicklungsgentischer Integration zu bestimmen, die Bestäuber-getriebener Selektion in einem Beispiel rasanter Diversifikation in der Orchideengattung Ophrys zugrunde liegt. Pflanzen dieser Gattung täuschen Insektenmännchen durch Mimikry der Sexualpheromone ihrer Weibchen sowie durch visuelle und taktile Blütenmerkmale, was zu hochspezifischer Bestäubung, starken und divergenten Bestäuberpräferenzen und schießlich Bestäuber-getriebener ökologischer Artbildung führt. Aufbauend auf neuen Möglicheiten genomweiter Analysen wird dieses Projekt eine moderne Kombination aus mikroevolutionärer Entwicklungsbiologie und Speciationsgenomik anwenden, um die genetische Basis und Regulation Bestäuber-relevanter Blütenmerkmale besser zu verstehen. Die daraus gewonnen Erkenntisse werden für unser grundlegendes Verständis pflanzlicher Diversität und Diversifikation relevant sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen