Anwendung von integrativen Multispezies-Koaleszenzmodellen zur Bewältigung des langwierigen Problems der Artenabgrenzung in allopatrisch vorkommenden Populationen

• Antragsteller: Professor Dr. Axel Meyer
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447189140

Multispezies-Koaleszenz-basierte Modelle (MSC) wurden als Lösung für das entscheidende Problem der Artenabgrenzung vorgeschlagen. Neuere Arbeiten legen jedoch nahe, dass diese Modelle dazu tendieren, allopatrische Populationen übermäßig aufzuspalten, da sie eher von der Populationsstruktur als von der Artendivergenz allein beeinflusst werden. Wir schlagen vor, das Problem der Artenabgrenzung mithilfe allopatrischer Populationen einer neotropischen Fischfamilie, der Anablepidae, zu erforschen, deren Taxonomie und Systematik in den letzten Jahren häufig geändert wurde und in der kürzlich, auch von uns, mehrere neue Arten beschrieben wurden. Diese Familie bietet ein interessantes System zur Untersuchung allgemeiner Artenabgrenzungsprobleme, da sie sowohl beschriebene Arten enthält, deren Populationen in seit mehreren Millionen Jahren isolierten Gewässersystemen vorkommen (d.h. vernachlässigbarer Genfluss), während einige Artenpaare innerhalb der Gewässersysteme parapatrisch sind (d.h. Potenzial für Genfluss). Darüber hinaus sind diese Fische unter kontrollierten Bedingungen leicht zu züchten, sodass spezifische Kreuzungen vorgenommen werden können, um zu testen, ob sich tatsächlich reproduktive Isolation, die wichtigste Voraussetzung für die Vollendung der Artbildung gemäß dem biologischen Artkonzept, zwischen getrennten koaleszenten Linien entwickelt hat. Unser Ziel ist die Integration von Daten vollständiger Genomeresequenzierungen (das Vertebrate Genome Project (VGP) wird demnächst ein Referenzgenom für die Familie veröffentlichen) und phänotypischer Daten (> 70 morphologische Merkmale und geometrische Morphometrie), um neu entwickelte koaleszenzbasierte integrative taxonomische Ansätze anzuwenden, die diese Datensätze kombinieren sowie genomische Daten zur Durchführung einer Bayes'schen Parameterschätzung in Kombination mit einem heuristischen genealogischen Divergenzindex verwenden. Dann werden wir die Ergebnisse der MSC-basierten Artenabgrenzungen validieren, indem wir sie der empirisch ermittelten reproduktiven Isolation zwischen den Artenpaaren gegenüberstellen. Schließlich werden wir unsere molekularen Daten aufteilen, um den Einfluss der Locus Auswahl auf die MSC-basierten Artenabgrenzung zu untersuchen. Die Familie Anablepidae ist eine relativ kleine Familie von Fischen mit nur etwa 20 Taxa und stellt einen überschaubaren, aber evolutionär hochinteressanten Fall dar, in dem man diese neuen Methoden vergleichen und ausgiebig testen kann, um bei der Identifizierung, Klassifizierung und Beschreibung neuer Arten zu helfen. Diese Methoden können später auf andere artenreichere Linien hochskaliert werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1991: Taxon-OMICS: Neue Herangehensweisen zur Entdeckung und Benennung von Arten und Biodiversität
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. Julián Torres-Dowdall, Ph.D.