Retention versus drift: genetic population structure of Cod Icefishes and Crocodile Icefishes in the Scotia Sea
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Darstellung der wichtigsten wissenschaftlichen Fortschritte: Populationen notothenioider Arten zeigen entlang des Schottischen Bogens auch über weite Distanzen keine oder nur eine sehr schwache genetische Differenzierung. - Der Genfluss zwischen den Populationen erfolgt vornehmlich mit der Strömungsrichtung und kann durch den passiven Transport der Larven erklärt werden. - Hydrographische Barrieren, wie z.B. Fronten, erhöhen die genetische Differenzierung zwischen Populationen. - Dieses Muster ist auch zwischen Arten mit unterschiedlichen adulten Lebensweisen, aber vergleichbar langen Larvenzeiten nachweisbar. - Die hohe Konnektivität zwischen entfernt liegenden Populationen legt die Hypothese nahe, dass entstehende Differenzierungen zwischen den Populationen und auch Artbildungsprozesse auf Zeiten beschränkt sind, in denen veränderte Umweltbedingungen herrschen, die den Genfluss verhindern, wie z.B. bei Ausbreitungen des Antarktischen Eisschildes während Eiszeiten. - Durch die kombinierte Analyse von stabilen Isotopen und genetischen Daten konnten wir zeigen, dass die ökologische Diversifikation im Rahmen der Pelagisierung notothenioider Arten in der Evolution mehrfach unabhängig voneinander entstanden ist und nicht einem einzigen gerichteten Trend folgte. Dieses Ergebnis stimmt mit früheren Studien mit rein morphologischen Vergleichen überein. - Disparity-through-time Analysen für stabile Isotopensignaturen antarktischer Notothenioidei zeigen eine positive Abweichung vom neutralen Modell, was charakteristisch für eine adaptive Radiation ist. Dieses Ergebnis stützt die Hypothese, dass es sich bei der Evolution der Notothenioiden um eine adaptive Radiation handelt und bestätigt dieses Taxon als geeignetes Forschungsobjekt für adaptive Radiationen in einer marinen Umwelt. - Fossile Notothenioidei sind bisher nicht eindeutig belegt, was eine Datierung ihrer Entstehungsgeschichte erschwert. Unter Verwendung von 10 gut beschriebenen Divergenz-Ereignissen weiterer acantomorpher Familien konnten wir das Einsetzen der adaptiven Radiation von Notothenioiden im Mittel auf 23,9 Millionen Jahre (HPD: 31,9-16,7) datieren. Dieser Zeitraum stimmt sehr gut mit dem Abkühlen des antarktischen Meerwassers und dem Erwerb von Gefrierschutz-Glykoproteinen überein. Der Erwerb von Gefrierschutz-Glykoproteinen war daher sehr wahrscheinlich eine wesentliche Schlüsselinnovation der adaptiven Radiation der Notothenioidei.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2009) Gene flow by larval dispersal in the Antarctic notothenioid fish Gobionotothen gibberifrons. Molecular Ecology, 18, 2574–2587
Matschiner M, Hanel R, Salzburger W
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(2010) Phylogeography and speciation processes in marine fishes and fishes from large freshwater lakes. In: Phylogeography. Concepts, Intraspecific Patterns and Speciation Processes (Rutgers, D.S., ed.). Nova Science Publishers, Inc. ISBN: 987-1-60692-954-4. pp. 1-29
Matschiner M, Hanel R, Salzburger W
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(2011) On the origin and trigger of the notothenioid adaptive radiation. PLoS one, 6, e18911
Matschiner M, Hanel R, Salzburger W
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(2011) Parallel ecological diversification in Antarctic notothenioid fishes as evidence for adaptive radiation. Molecular Ecology, 20, 4707–4721
Rutschmann S, Matschiner M, Damerau M, Muschik M, Lehmann MF, Hanel R, Salzburger W
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(2012) Comparative population genetics of seven notothenioid fish species reveals high levels of gene flow along ocean currents in the southern Scotia Arc, Antarctica. Polar Biology, 35, 1073–1086
Damerau M, Matschiner M, Salzburger W, Hanel R
