Validierung von Vorhersagen zur evolutionären Rettung durch den globalen Wandel

• Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Reusch, Ph.D., seit 8/2024
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504958481

Die beispiellose Geschwindigkeit der vom Menschen verursachten Umweltveränderungen erfordert schnelle evolutive Reaktionen, damit Populationen überleben oder sich erholen können; dieser Prozess wird als evolutionäre Rettung (ER) bezeichnet. Die Vorhersage von Fehlanpassungen in zukünftigen Umwelten und der Wahrscheinlichkeit von ER ist jedoch schwierig. Eine vielversprechende Methode ist das Konzept der G Genomischen Anfälligkeit (GA), bei der Muster lokaler Anpassungen genutzt werden, um die genomische Grundlage der abiotischen Toleranz zu ermitteln. Diese genomischen Grundlagen können dann zur Vorhersage von Fehlanpassungen unter künftigen Bedingungen und zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeit einer ER verwendet werden. Diese Methoden sind potenziell wichtig für Naturschutzrelevante Entscheidungen, zum Beispiel bei der Planung von Eingriffen oder unterstütztem Genfluss. GA könnte sich zu einem wichtigen Erhaltungsinstrument entwickeln, doch ist es schwierig, seine Genauigkeit bei den meisten Arten zu testen. Ich schlage vor, den Ruderfusskrebs Acartia tonsa als Modellart zu verwenden, um Vorhersagen über GA und somit die ER bei abnehmendem Salzgehalt zu testen. Mit Hilfe genomischer Ansätze werde ich 1) Vorhersagen über GA und das Potenzial für evolutionäre Rettung bei globalen Veränderungen erstellen; 2) die experimentelle Evolution nutzen, um das evolutionäre Potenzial und GA direkt zu quantifizieren; 3) die Robustheit der Vorhersagen für ER und GA überprüfen.Acartia tonsa ist eine sehr geeignete Art, um diese Fragen zu beantworten, da genomische Ressourcen bekannt sind und diese Art experimentell gut zu untersuchen ist. Seine geringe Größe und schnelle Generationszeit ermöglichen Methoden wie die experimentelle Evolution. Außerdem ist A. tonsa eine wichtige Art im Nahrungsnetz und ihre Widerstandsfähigkeit ist für die Stabilität der Meeresökosysteme weltweit von Bedeutung. Wie in vielen anderen Meeresregionen wird auch in der Ostsee bis zum Jahr 2100 mit einem Rückgang des Salzgehalts gerechnet. Das Verständnis der Widerstandsfähigkeit von A. tonsa gegenüber einem künftigen Rückgang des Salzgehalts gibt uns Aufschluss über die Stabilität der Ökosysteme der Ostsee. Diese Arbeit wird die Robustheit von Vorhersagen über GA und die evolutionäre Rettung aufzeigen und Aufschluss darüber geben, warum Vorhersagen zutreffen oder scheitern können, was wiederum Aufschluss darüber gibt, wie viel Vertrauen in ähnliche Schätzungen für andere Arten gesetzt werden sollte, deren Robustheit nicht direkt getestet werden kann. Schließlich werden diese Ergebnisse grundlegende Erkenntnisse darüber liefern, wie evolutionäre Rettung unter schnellen Umweltveränderungen ablaufen kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Reid Brennan, Ph.D., bis 8/2024