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Mecha­nis­men Repro­duk­ti­ver Isola­tion während schnel­ler Artbildung

Sina Rometsch – Hector Fellow Axel Meyer

Repro­duk­tive Isola­tion, die Einschrän­kung des Austau­sches von geneti­schem Material, ist ausschlag­ge­bend für die Aufspal­tung von Popula­tio­nen in eigen­stän­dige Arten. Meist wird Artbil­dung durch extrinsi­sche physi­sche Barrie­ren verein­facht, sie kann in selte­nen Fällen aber auch ohne solche Barrie­ren von statten gehen. Jedoch ist noch nicht erforscht, ob Artbil­dung unter diesen zwei unter­schied­li­chen geogra­phi­schen Szena­rien durch diesel­ben oder verschie­dene Mecha­nis­men der repro­duk­ti­ven Isola­tion verur­sacht wird. Wir wollen zur Beant­wor­tung dieser bedeu­ten­den Frage in der Biolo­gie beitra­gen, indem wir uns ein Modell­sys­tem der Artbil­dung zu Nutze machen: die Midas Buntbar­sche Nicaraguas.

Artbil­dung ist definiert durch das Auftre­ten von repro­duk­ti­ven Isola­ti­ons­me­cha­nis­men zwischen Gruppen von Indivi­duen und führt schluss­end­lich zu deren Aufspal­tung in unter­schied­li­che Arten. Obwohl dies meist das Resul­tat einer physi­schen Barriere ist, die den Austausch von geneti­schen Material ganzheit­lich stoppt (Allopa­trie), kann Artbil­dung auch inner­halb eines Lebens­raums ohne solche Barrie­ren statt­fin­den (Sympa­trie). Eine der wichtigs­ten noch ungelös­ten Fragen ist, ob Artbil­dung in Allopa­trie und Sympa­trie auf densel­ben oder auf verschie­de­nen repro­duk­ti­ven Isola­ti­ons­me­cha­nis­men beruht. Dies liegt am Fehlen von geeig­ne­ten Forschungs­sys­te­men, die aus verschie­de­nen Arten mit ähnli­chem genomi­schen Hinter­grund bestehen, welche sowohl in Allopa­trie als auch in Sympa­trie evolvierten.

Midas Buntbar­sche aus den Seen Nicara­guas stellen ein großar­ti­ges Forschungs­sys­tem für das Unter­su­chen der Entste­hung von repro­duk­ti­ven Barrie­ren dar. Der Artkom­plex beinhal­tet 13 beschrie­bene, nah verwandte, sympa­tri­sche und allopa­tri­sche Arten. Diese bewoh­nen sowohl die beiden alten, großen Seen Nicara­guas, als auch mehrere jüngere Krater­seen, welche kürzlich (vor ~2.000 bis 20.000 Jahren) von den großen Seen koloni­siert wurden.

Dieses Projekt, betreut durch Hector Fellow Prof. Dr. Axel Meyer, unter­sucht unter­schied­li­che Aspekte der repro­duk­ti­ven Isola­tion: präzy­go­ti­sche Isola­tion vor und nach der Paarung sowie postzy­go­ti­sche Isola­tion. Durch die Kombi­na­tion von verhal­tens­bio­lo­gi­schen, moleku­la­ren und entwick­lungs­bio­lo­gi­schen Metho­den möchten wir umfas­sende Erkennt­nisse der verschie­de­nen repro­duk­ti­ven Isola­ti­ons­me­cha­nis­men gewin­nen und zum Verständ­nis der Artbil­dung – noch immer eine der bedeu­tends­ten Frage­stel­lun­gen der Evolu­ti­ons­bio­lo­gie – beitragen.

Mechanismen Reproduktiver Isolation während schneller Artbildung

Midas­bunt­barsch­pär­chen beim Vertei­di­gen seiner Nachkom­men. Die Fotogra­fie wurde bereit­ge­stellt von Ad Konings.

Sina Rometsch

Univer­si­tät Konstanz
   

Betreut durch

Prof. Dr.

Axel Meyer

Biolo­gie

Hector Fellow seit 2011Disziplinen Axel Meyer