Forscher haben mithilfe von DNA-Methoden die Evolutionsgeschichte einer bisher wenig bekannten Gruppe von Farnen aus den tropischen Regenwäldern Amerikas aufgeklärt. Die Studie entdeckte viele neue Farnarten, von denen 18 inzwischen offizielle Namen und Artbeschreibungen erhalten haben.
Das Amazonas-Forschungsteam der Universität Turku in Finnland hat Langzeitstudien zur Flora und Vegetation der Amazonas-Regenwälder durchgeführt, um ein besseres Verständnis der Artenverteilung und der Evolutionsgeschichte zu erlangen. Die Forscher haben Daten sowohl aus Amazonien als auch aus anderen Teilen des tropischen Amerikas gesammelt. Nun haben sie mithilfe von DNA-Analysen die Evolutionsgeschichte der Farngattung Danaea nachgezeichnet.
„Die Untersuchung der evolutionären Beziehungen zwischen Arten deckt Faktoren auf, die zur Differenzierung von Artenmerkmalen und letztendlich zur Entwicklung neuer Arten führen können“, sagt Doktorandin Venni Keskiniva. „Diese Art von Informationen helfen uns, die Treiber hinter der in tropischen Regionen beobachteten hohen Artenvielfalt zu verstehen“, fährt Keskiniva fort.
Die Studie ergab, dass es in der Gattung Danaea viel mehr Arten gibt als bisher angenommen, und im Rahmen ihrer Überarbeitung beschrieben die Forscher 18 Arten, die für die Wissenschaft neu waren. Die Forschung wird in zwei Teilen in der Zeitschrift veröffentlicht Willdenowia.
Die Genetik half bei der Unterscheidung zwischen kniffligen Arten
In der Studie kombinierten die Forscher DNA-Methoden mit fundierter Felderfahrung. Viele der neuen Arten wurden in tropischen Regenwäldern in Gebieten gefunden, die bisher kaum oder gar nicht untersucht wurden.
„Aber einige neue Arten wuchsen direkt vor der Nase der Forscher, zum Beispiel auf Barro Colorado Island, einem der am intensivsten erforschten Regenwälder der Welt. Zwei unserer neuen Arten wurden praktisch im Hinterhof einer Forschungsstation gefunden.“ „, sagt Professorin Hanna Tuomisto. „Die Pflanzen waren natürlich gesehen worden, aber man nahm an, dass sie zu einer weit verbreiteten Art gehörten, die im gesamten tropischen Amerika wächst.“
Die kürzlich veröffentlichte Studie zeigt, dass es in der Gattung Danaea keine derart weit verbreitete Art gibt. Den Forschern ist es einfach nicht gelungen, zwischen ähnlich aussehenden Arten zu unterscheiden.
In den 1990er-Jahren schätzte man die Gesamtzahl der Danaea-Arten auf 20–30, viele von ihnen seien sehr weit verbreitet. Heute gibt es etwa 80 benannte Arten, weitere etwa 20 warten noch auf ihre Bestätigung. Das bedeutet, dass die Anzahl der Arten deutlich höher ist, ihre Verbreitungsgebiete jedoch kleiner sind als bisher angenommen.
„Zuerst waren wir überrascht, dass verschiedene Individuen einer bekannten Art in völlig unterschiedlichen Teilen des Stammbaums platziert wurden. Dann fiel uns auf, dass sie Gruppen bildeten, die sich nicht nur in der DNA, sondern auch im Aussehen und im Verbreitungsgebiet unterschieden. Das.“ „führte uns zu dem Schluss, dass es sich um verschiedene Arten handelte“, erklärt Keskiniva.
Danaea-Farne sind dafür bekannt, dass sie schwer zu identifizieren sind. Daher veröffentlichten die Forscher der Universität Turku auch einen Online-Identifikationsschlüssel. Dies wird anderen Forschern helfen, Informationen über die Ökologie und den Artenreichtum tropischer Wälder zu sammeln.
Mehrere Arten waren zum Zeitpunkt der Entdeckung bereits gefährdet
Die Farne der Gattung Danaea stellen eine sehr alte Evolutionslinie dar, die sich bereits im Karbon von anderen Pflanzen unterschied. Zu dieser Zeit bildeten ihre Vorfahren riesige Farnwälder, deren versteinerte Überreste später zu Kohle wurden.
Durch die Verbrennung von Kohle und anderen fossilen Brennstoffen wird das Klima in den tropischen Regenwäldern heißer und trockener. Dies bedroht die Zukunft von Arten, die an hohe Luftfeuchtigkeit angepasst sind, wie zum Beispiel Danaea-Farnen. Die Forscher schätzen, dass sechs der nun beschriebenen 18 Arten bereits gefährdet sind.
„Geeignete Lebensräume für Regenwaldarten wurden aufgrund direkter menschlicher Aktivitäten, wie etwa der Abholzung, reduziert“, sagt Tuomisto. „Besonders schlimm ist die Situation in den Regenwäldern der Atlantikküste, in den Bergwäldern der Anden sowie in Teilen der Pazifikküste und Mittelamerikas. Diese Gebiete sind reich an endemischen Arten, aber die Wälder wurden auf Fragmente reduziert. Zum Verständnis und Schutz der.“ Angesichts der Artenvielfalt tropischer Wälder ist es wichtig zu erkennen, dass die Artenverteilung enger ist als bisher angenommen.“
Mehr Informationen:
Venni Keskiniva et al, Danaea (Marattiaceae) diversifiziert sich weiter, Teil 1: Achtzehn neue Arten, Willdenowia (2024). DOI: 10.3372/wi.53.53303
Venni Keskiniva et al., Danaea (Marattiaceae) diversifiziert sich weiter, Teil 2: Phylogenie und Identifizierungsschlüssel für 81 Taxa, Willdenowia (2024). DOI: 10.3372/wi.53.53304
Schlüssel zur neotropischen Farngattung Danaea (Marattiaceae): keys.lucidcentral.org/keys/v4/ … o_fern_genus_danaea/