Rekonstruktion evolutionärer Veränderungen in einer aquatischen invasiven Art mit genomischen Zeitreihen

• Antragstellerin: Christine Ewers, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 571448581

Invasive Arten sind einer der Haupttreiber des globalen Wandels als neuartige Raubtiere, Krankheitserreger, Konkurrenten und Schädlinge. Gleichzeitig bieten sie eine einzigartige Chance, die evolutionären Prozesse zu untersuchen, die der erfolgreichen Kolonisierung neuer Lebensräume zugrunde liegen. Die Evolution eingeschleppter Arten ist seit langem ein Rätsel: Während die geringe Anzahl von eingeschleppten Individuen das Anpassungspotenzial einer eingeführten Population anfangs limitieren sollte, sind Anpassungen wahrscheinlich notwendig für ihren Erfolg. Während der geografischen Ausbreitung einer invasiven Art sollte es zu weiteren sogenannten genetischen "Bottlenecks" kommen, während Anpassungen zu neuen ökologischen Bedingungen gleichermaßen notwendig sein könnten. Empirische Studien deuten darauf hin, dass Anpassungen häufig sind und dass das invasive Potenzial durch wiederholte Einschleppungen und Hybridisierung zwischen eng verwandten Arten erhöht wird, was die genetische Diversität erhöht. Allerdings wurde der Einfluss genetischer Drift auf die Evolution invasiver Arten selten untersucht. Generell gibt es keine Studien, die das Tempo und Ausmaß von Evolution im Verlauf einer Invasionsgeschichte umfassend aufklären, sowie die relative Wichtigkeit der beiden evolutionären Modi, Selektion und Drift. Diese Wissenslücke möchte ich mit Hilfe genomischer Zeitreihen basierend auf naturkundlichen Sammlungen und rezenten Populationen der Chinesischen Wollhandkrabbe (Eriocheir sinensis H. Milne Edwards, 1853) füllen. Sie gilt als eine der 100 schlimmsten invasiven Arten weltweit und hat sich im 20. Jahrhunderts in Europa und Nordamerika ausgebreitet. Große naturkundliche Sammlungen und umfangreiche genomische Ressourcen machen die Erstellung genomischer Zeitreihen möglich. Zunächst würde ich die aktuelle Populationsgenomik im gesamten eingeschleppten Bereich untersuchen und dann diese aktuellen Daten mit historischen Daten für dieselben Populationen vergleichen, um daraus Tempo und Ausmaß der Evolution abzuleiten, sowie evolutionäre Trends zu identifizieren. Zwei invasive Populationen haben mehrere hundert historische Exemplare in naturkundlichen Sammlungen, die mir eine detaillierte zeitliche Auflösung des Invasionsprozesses ermöglichen, insbesondere von Drift, Selektion und Hybridisierungen. Schließlich sind in westlichen Naturkundesammlungen auch Wollhandkrabben aus Asien zu finden. Da die Ursprungspopulationen der Invasion auch nach populationsgenomischen Untersuchungen des gesamten rezenten heimischen Verbreitungsgebietes nicht identifiziert werden konnte, würde ich nach den Ursprungspopulationen in historischen Sammlungen suchen. Falls erfolgreich, könnte ich die Evolution durch den Einschleppungsprozess selbst rekonstruieren. Zusammenfassend schlage ich eine zeitlich hoch-aufgelöste umfassende Rekonstruktion der evolutionären Prozesse vor, die einer erfolgreichen aquatischen Invasion zugrunde liegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Ben Krause-Kyora