Studie deutet auf eine mögliche Rolle von Hybridisierung und Polyploidisierung bei der Erweiterung des Artenspektrums hin

In einer Studie veröffentlicht in BMC-BiologieDas Team von Prof. Chen Zhiduan am Institut für Botanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) nutzte zusammen mit seinen internationalen Mitarbeitern dicht beprobte Kern- und Plastidendaten, um eine zuverlässige retikuläre Evolutionsgeschichte von Causonis in einem robusten biogeografischen Rahmen zu rekonstruieren.

Sie entdeckten nukleare Genbaumkonflikte in der gesamten Gattung, insbesondere in der Kerngruppe Causonis, die hauptsächlich durch umfangreiche Hybridisierungsereignisse verursacht wurden. Mithilfe umfassender Methoden entdeckten sie außerdem einen allopolyploiden Ursprung der weitverbreiteten Kerngruppe Causonis, der möglicherweise die Anhäufung stressbedingter Gene gefördert und so die Anpassung an veränderte Umgebungen erleichtert hat.

Die Aufklärung der Mechanismen, die das Verbreitungsgebiet der Arten fördern, ist für das Verständnis der Dynamik der Biodiversität unter dem Klimawandel von entscheidender Bedeutung. Hybridisierung und Polyploidisierung, zwei Prozesse, von denen angenommen wird, dass sie die Entstehung adaptiver Innovationen beschleunigen, spielen vermutlich eine wichtige Rolle bei der Erleichterung der Erweiterung der Artenverbreitung.

Die Gattung Causonis der Traubenfamilie bietet die Möglichkeit, die Mechanismen zu erforschen, die den gegensätzlichen Mustern der Artenverbreitungsgebiete zugrunde liegen. Arten von Causonis weisen große Unterschiede in den Verbreitungsgebieten auf, wobei die meisten Arten in der „Kerngruppe“ viel größere Verbreitungsgebiete besitzen als diejenigen in den frühen divergierenden Abstammungslinien.

Frühere Studien haben auch auf eine mögliche Hybridisierung und Polyploidisierung bei Causonis hingewiesen, insbesondere in der Kerngruppe der Causonis mit weiter verbreiteten Arten. Die Untersuchung der Rolle von Hybridisierung und Polyploidisierung bei der Artenverteilung erfordert Strategien, die Genomik und Biogeographie verbinden.

In dieser Studie veranschaulichten die Forscher, wie Hybridisierung und Polyploidisierung möglicherweise zu der übermäßigen Ungleichheit in den Artenverbreitungsgebieten von Causonis beigetragen haben. Während der frühen oligozänen Eiszeit erlebten die meisten Causonis-Linien ein umfassendes Aussterben und eine Verkleinerung ihres Verbreitungsgebiets, während der Kernvorfahre von Causonis, der mit doppelten Genomen ausgestattet war, möglicherweise die Eiszeit überlebte und in Kontinentalasien florierte.

Anhand von Artenverteilungsmodellen zeigten die Forscher, dass die weit verbreiteten und eng vorkommenden Arten möglicherweise unterschiedliche biogeografische Vergangenheiten hatten und im Rahmen des künftigen Klimawandels vor unterschiedlichen Erhaltungsherausforderungen stehen könnten. Beispielsweise wird die weit verbreitete Art C. japonica in Zukunft tendenziell invasiver sein, während die eng verbreitete Art C. ciliifera aufgrund der Schrumpfung angrenzender geeigneter Lebensräume möglicherweise vom Aussterben bedroht ist.

Dieser Befund legt nahe, wie wichtig es ist, bei der Entwicklung von Erhaltungsstrategien die spezifische Evolutionsgeschichte und die genetischen Eigenschaften der Schwerpunktarten zu berücksichtigen.