Klärung der Phylogeographie des weltweit verbreiteten Artkomplexes Mugil cephalus mittels Next-Generation RAD-Sequenzierung

• Antragsteller: Dr. Philipp Thieme
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 492963418

Von der Vielzahl aquatischer Wirbeltiere sind nur wenige Fischarten kosmopolitisch. Dies ist nicht verwunderlich, da es schwer vorstellbar erscheint eine globale Verbreitung zu erreichen und dabei einen ausreichenden Genfluss aufrechtzuerhalten um Artbildung zu verhindern. Neue genetische Untersuchungen zeigen, dass es für einige dieser Arten tatsächlich nicht möglich ist den Genfluss zwischen Populationen zu erhalten und einzelne Arten womöglich Artkomplexe darstellen. Genau diese Arten eigenen sich sehr gut um Artbildung in aquatischen Habitaten zu untersuchen. Während für terrestrische Arten oft physikalische Barrieren als Grund für Vikarianz angegeben werden, gelten diese teils auch für aquatische Arten, allerdings müssen für offene Umgebungen wie Ozeane auch andere Gründe, z.B. umweltbedingte oder historische Barrieren, mitbedacht werden. Der Artkomplex Mugil cephalus umfasst bis zu 14 genetische Abstammungslinien und stellt einen erfolgsversprechenden Modellorganismus dar um Artbildung in aquatischen Habitaten zu untersuchen. Im vorgeschlagenen Forschungsprojekt werden vier Ziele verfolgt, wobei die phylogenetischen Beziehungen der Abstammungslinien von Mugil cephalus untersucht und deren evolutionäre Biogeographie analysiert werden, um mögliche Geschehnisse und Barrieren zu finden, die zur Bildung der genetischen Linien führten. Zuerst werden nukleare Daten mithilfe der ddRADseq Analyse und der Next-Generation-Sequenzierung analysiert. Die Kombination beider Methoden ermöglicht die Gewinnung einer Vielzahl an genetischen Mutationen, die genutzt werden können, um eine gut aufgelöst Phylogenie der untersuchten Proben zu rekonstruieren. Diese Phylogenie dient im Anschluss zur Untersuchung der phylogenetischen Beziehungen der Abstammungslinien. Das zweite Ziel des Projektes ist die Abgrenzung der Verbreitungsgebiete und die Rekonstruktion der evolutionären Ausbreitung der genetischen Linien. Die Phylogenie der Abstammungslinien wird dabei als Grundlage zur Auswertung der Verbreitungsgrenzen dienen. Mit Hilfe eines zeitlich-kalibrierten Stammbaumes werden potentielle Migrationsrouten von Mugil cephalus spp. Vorfahren analysiert. Daran schließt sich das dritte Ziel an. Es sollen Verbreitungs- und Kreuzungsbarrieren die zur Bildung der Abstammungslinien führten untersucht werden. Dabei werden bereits vorgeschlagene Hypothesen zu Artbildungsbarrieren geprüft und anschließend mit den Verbreitungsdaten korreliert. Außerdem werden historische und geographische Barrieren in Anbetracht der Aufspaltungszeiten der Abstammungslinien und der entsprechenden Verbreitungsgebiete überprüft. Umwelteinflüsse und daraus resultierende Barrieren werden in Bezug auf Arttrennung und heute nicht mehr stattfindende Kreuzung der Abstammungslinien betrachtet. Als viertes Ziel sollen die genetischen Linien früher beschriebenen und synonymisierten Mugil-Arten zugeordnet werden und morphologische Merkmale zur Unterscheidung der Abstammungslinien geprüft werden.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Gastgeber: Dr. Jean-Dominique Durand