Welche evolutionären Mechanismen bestimmen Anpassungen in Schnabelmorphologie und Brutzeitpunkt? Genomanalysen der Artbildung einer Seevogelradiation

• Antragsteller: Dr. Juan Francisco Masello
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513826576

Tiere haben sich zu einer enormen Formenvielfalt entwickelt, die ein breites Spektrum an trophischen Nischen ausnutzt, ein Prozess, der durch evolutionäre Mechanismen und Grenzen der verfügbaren ökologischen Nischen gesteuert werden kann. Die Vielfalt der Formen und ihre Interaktionen gewährleisten die Ökosystemfunktionen und bilden eine der wichtigsten Lebensgrundlagen. Um den Ursprung der biologischen Vielfalt vollständig zu verstehen, müssen wir die Artbildung, einen grundlegenden evolutionären Prozess, begreifen. Zwischen Taxa, die noch eng genug miteinander verwandt sind, um lebensfähige Nachkommen zu erzeugen, kann die Artbildung durch introgressive Hybridisierung erleichtert werden, die Gene sowohl für die Anpassung als auch für die reproduktive Isolation liefert. Walvögel (Pachyptila spp.) sind Seevögel, die sich durch ihre Schnabelmorphologie (dünn bis breit, mit oder ohne Lamellen) und ihre unterschiedlichen Brutzeiten unterscheiden. Die Gattung umfasst eine schnelle plio-pleistozäne Radiation, die durch eine unvollständige reproduktive Isolation gekennzeichnet ist, die sich in einer interspezifischen Introgression manifestiert. Obwohl die Artbildung durch homoploide Hybridisierung (HHS) bei Tieren als extrem selten gilt, weil die Etablierung einer reproduktiven Isolation als Produkt der Hybridisierung ungewöhnlich ist, haben wir bereits gezeigt, dass P. salvini eine Hybridart zwischen P. desolata und P. vittata ist (Mol.Biol.Evol.36:1671-1685). Im Gegensatz zu den meisten hybriden Arten weist P. salvini jedoch phänotypisch intermediäre Merkmale auf, was darauf hindeutet, dass die Additivität divergenter elterlicher Merkmale allein direkt sowohl zu einer erhöhten Hybridfitness als auch zu einer reproduktiven Isolation führen kann. Die Tatsache, dass Hybridisierung zu erhöhter Hybridfitness und reproduktiver Isolation führen kann, deutet auf eine pleiotrope Wirkung bestimmter Gene oder Gengruppen bei diesen Seevögeln hin. Andererseits sprechen die intermediären Hybridphänotypen gegen die Vorstellung einer Artbildung durch Divergenzinseln, eine neuere Idee, die zuvor für die Evolution verschiedener Hybridsysteme angenommen wurde. Angesichts der faszinierenden Natur des Pachyptila-Systems, das Speziation sowohl durch Divergenz als auch durch Introgression umfasst, wobei letztere möglicherweise zu additiven hybriden Phänotypen führt, schlagen wir vor, diese Gattung als Modell zu verwenden, um erstens die Hypothese der homoploiden hybriden Speziation für P. salvini zu testen und zweitens die adaptive Variation mit diesem System unter Verwendung ganzer Genome zu quantifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen