BUNTING-ZONE: Ein natürliches Labor, um die Erhaltung von stabilen Artgrenzen durch Farbmuster bei Vögeln zu verstehen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Niloofar Alaei Kakhki; Ricardo Pereira, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548007760

Hybridzonen werden als Gebiete definiert, in denen genetisch differenzierte Gruppen von Individuen aufeinandertreffen, sich paaren und Nachkommen mit gemischter Abstammung hervorbringen. Hybridzonen gelten seit Jahrzehnten als natürliche Laboratorien, die direkte Einblicke in die Merkmale und Gene bieten, die im Laufe der Zeit die Barriere für den Genaustausch zwischen entstehenden Arten darstellen. Allerdings beschränkt sich unser Verständnis der Genombereiche, die den Anfangsstadien der reproduktiven Isolation zugrunde liegen, und inwieweit Selektion den Genaustausch im Laufe der Zeit zur Ermöglichung der Artbildung effektiv reduzieren kann, auf wenige gut untersuchte Organismen in gemäßigten Teilen der Welt. Die Beantwortung dieser langjährigen Fragen erfordert die Untersuchung von Hybridzonen, in denen bekannte Phänotypen mit reproduktiver Isolation assoziiert sind, diese Phänotypen mit Genotypen verknüpft werden können und zeitliche Probenahmen über mehrere Generationen verfügbar sind. Hier gehen wir diesen Fragen anhand einer wandernden Hybridzone zwischen zwei Ammern - der Kappenammer (Emberiza melanocephala) und der Braunkopfammer (Emberiza bruniceps) - nach, bei denen angenommen wird, dass die Arten aufgrund einer Assoziation zwischen männlichem Gefieder und weiblicher Präferenz verhaltensbedingte Isolation aufweisen. Durch die Kombination von Methoden zur vollständigen Genomsequenzierung mit genotypischen und phänotypischen Studien von Museumssammlungen, die die letzten ~25 Generationen der Hybridzone abdecken, werden wir folgende Fragen untersuchen: 1. Wie heterogen ist die genomische Landschaft der Differenzierung? 2. Welche genomischen Regionen sind mit den Gefiedermerkmalen assoziiert? 3. Erhält Selektion in diesen Regionen angesichts des Genaustauschs die lokale genetische Differenzierung über die Zeit aufrecht? Die Beantwortung dieser Fragen in der Hybridzone der Ammern wird Methoden integrieren, die es ermöglichen zu verstehen, wie sich Farbmerkmale, die an der reproduktiven Isolation beteiligt sind, entwickeln und zu durchlässigen Barrieren für den Genaustausch in einer Region führen, die die höchste Konzentration von Kontaktzonen aufweist. Zusätzlich werden wir durch die Verwendung von Museumssammlungen Annahmen zur Stabilität der Hybridzone testen, die allein aus rezenten Populationen nicht getestet werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen