Pinus kesiya und seine Schwesterart Pinus yunnanensis bilden Savannen- und Waldgesellschaften im tropischen und subtropischen Südostasien (SEA). Ihre Verbreitungsgebiete überschneiden sich im südlichen Yunnan und haben eine breite Kontaktzone. Bisher wurde keine flächendeckende Untersuchung der Kiefernarten in SEA durchgeführt. Wie sich quartäre Klimaschwankungen auf die geografische genetische Struktur und die Introgression zwischen Arten auswirken, bleibt unklar.
In einer Studie veröffentlicht in der Zeitschrift für Systematik und Evolutionversuchten Forscher des Xishuangbanna Tropical Botanical Garden (XTBG) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften zu verstehen, wie sich der Klimawandel im Quartär auf den Evolutionsprozess und die Verschiebung des Verbreitungsgebiets von zwei Kiefernarten auswirkte.
Die Forscher untersuchten die genetische Struktur und Diversität der Population, indem sie die mitochondriale DNA und die Variation der Chloroplasten-DNA bei 690 Individuen aus einem breiten Spektrum in Südostasien untersuchten. Anschließend rekonstruierten sie die historische Artenverteilung unter vergangenen Klimazonen, indem sie ökologische Nischenmodelle verwendeten, um die historischen Veränderungen in der Artenverteilung zu verstehen.
„Die Studie zeigte zum ersten Mal die räumliche Heterogenität der Diversität zweier dominanter Kiefernarten in SEA. Die beiden Kiefern zeigten unterschiedliche genetische geografische Strukturen“, sagte Gao Jie von XTBG.
Sie fanden heraus, dass der vergangene Klimawandel zu gegensätzlichen Mustern der Populationsgeschichte der beiden Kiefernarten und einer großen Introgressionszone zwischen ihnen geführt hat. Verbreitungsverschiebungen, die durch quartäre glazial-interglaziale Klimaschwankungen verursacht wurden, schufen sekundäre Kontaktzonen zwischen den beiden Arten, was zu einer Introgressionszone mit einer komplexen genetischen Zusammensetzung führte.
Sie fanden auch heraus, dass die Kiefernpopulationen in SEA aufgrund des Klimawandels und der Fragmentierung des Lebensraums vom Bevölkerungsrückgang und der Ausrottung bedroht sind.
Die Forscher schlugen vor, dass die In-situ- und Ex-situ-Erhaltung auf der Grundlage genetischer, ökologischer und demografischer Schlussfolgerungen die Erhaltung der bestehenden genetischen Vielfalt langfristig maximieren und es den Kiefernarten ermöglichen könnte, sich an neue Umweltbedrohungen anzupassen.
„Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Klimageschichte des Quartärs in SEA die Vielfalt und die evolutionären Verläufe der Kiefernarten in der Region stark geprägt hat“, sagte Gao Jie.
Mehr Informationen:
Jie Gao et al, Phylogeographie und Introgression zwischen Pinus kesiya und P. yunnanensis in Südostasien, Zeitschrift für Systematik und Evolution (2023). DOI: 10.1111/jse.12949