Phylogeography and systematics of the genus Draba (Brassicaceae): migration, hybridization and radiation
Final Report Abstract
Die Gattung Draba aus der Familie der Brassicaeae umfasst mehr als 350 Arten und gehört damit zu den artenreichsten Gattungen dieser Familie. Im Gegensatz zu anderen ehemals grossen Segregaten und Gattungen dieser Familie hat sich gezeigt, dass tatsächlich mehr als 95% der Arten in eine monophyletische Gruppe zu stellen sind. Einige Arten wie Draba hystrix sind auf jeden Fall aus Draba auszugliedern. Andere Gruppen wie Tomostima, Graellsia, oder Abdra stehen basal zu den vorwiegend mehrjährigen Arten, und vor einer abschliessenden Betrachtung des gesamten Tribus Arabideae ist es sicherlich besser, diese in der Gattung Draba zu belassen. Sofern man die Ungenauigkeiten von molekularen Uhren in Betracht zieht, kann man die frühen Prozesse der Diversifizierung mit einen Alter von ewa fünf Millionen Jahren datieren. Hier entstanden die wesentlichenbasalen Gruppen und parallel auch einige isoliert einjährige Segregate wie Draba muralis. Mindestens zwei nachfolgende Radiationen zu Beginn der pleistozänen Vereisungszyklen und im Pleistozän haben dann zu der enormen Artenfülle geführt. Diese Artenfülle ist weltweit immer wieder unabhängig entstanden und ist geprägt von Migration, Hybridiserung und Polyploidisierung. Folgerichtig sind die beobachteten Artbildungs- und Polyploidisierungsraten auf dieser taxonomischen Ebene die höchsten bisher bei Pflanzen beschriebenen. Grossräumige, globale Migrationsrouten lassen sich auch heute noch indirekt nachvollziehen. Wichtige Zentren der genetischen Vielfalt und der Artenvielfalt sind dabei die östlichen Gebirge Nordamerikas, die zentralasiatischen Hochgebirge aber auch Teile des circum-arktischen Raumes. Sekundär haben aber auch Grossräume wie Südamerika im Pleistozän eine grosse Artenfülle mit hoher genetischer Diversität aufbauen können, vermutlich durch mehrfache Einwanderung unabhängige evolutionärer Linien aus Mitel- und Nordamerika. Das Ursprungszentrum der Gattung bleibt, wenn man Zentren der genetischen und Artendiversität betachtet, weiterhin unklar. Zieht man aber unter Berücksichtigung der Verbreitung der geographisch isolierten phylogenetisch basalen Gruppen die phylogenetischen Befunde hinzu, ist ein Urspung in den Hochgebirgen Zentralasiens und den benachbarten westlichen Regionen zu suchen. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu dienen ein erstes Model für die Evolution dieser Gattung zu entwickeln. Es ist dabei wichtig zu erwähnen, dass der Ansatz weitgehend erfolgreich war, obwohl die individuelle Art häufig unterrepräsentiert war.
Publications
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AL-SHEHBAZ I.A, KOCH M. 2003. Drabopsis is united with Draba (Brassicaceae). Novon 13: 172-173.
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BAILEY CD, KOCH MA, MAYER M, MUMMENHOFF K, O¿KANE SL, WARWICK SI, WINDHAM MD, AL-SHEHBAZ IA (2006) A Global nrDNA ITS Phylogeny of the Brassicaceae. Mol. Biol. Evol. 23 (11): 2142¿2160.
-
KOCH MA, DOBES C, KIEFER C, SHMICKL R, KLIMES L, LYSAK MA (2007) SuperNetwork identifies multiple events of plastid trnF (GAA) pseudogene evolution in the Brassicaceae. Mol. Biol. Evol. 24: 63-73.
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KOCH, M., DOBE¿, C., MATSCHINGER, M., BLEEKER, W., VOGEL, J., KIEFER, M. (2005) Evolution of the plastidic trnF(GAA) Gene in Arabidopsis Relatives and the Brassicaceae Family: Monophyletic Origin and subsequent Diversification of a Plastidic Pseudogene. Mol. Biol. Evol. 22 (4): 1032-1043.
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KOCH, M., KIEFER, C. (2006) Molecules and migration: biogeographical studies in cruciferous plants. Plant Systematics and Evolution 259 (2-4): 121-142.
