Treiber der reproduktiven Isolation bei Pflanzenradiationen

In der Natur weisen bestimmte Gruppen verwandter Organismen einen unterschiedlichen Artenreichtum auf, eine der drei Hauptkomponenten der Biodiversität. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Gruppe eine rasche Diversifizierung erfährt, hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der sich Fortpflanzungsbarrieren zwischen neu entstehenden Arten aufbauen. Unklar bleibt, ob plötzliche Diversifizierungen der Arten ausschließlich auf eine Zunahme der ökologischen Möglichkeiten innerhalb eines bestimmten Zeitraums und geografischen Gebiets zurückzuführen sind. Alternativ könnten zusätzliche nicht-ökologische Faktoren eine größere phänotypische Vielfalt begünstigen und die hohe Rate der Diversifizierung erklären. Diese nicht-ökologischen Faktoren, die zu einem höheren genetischen Potenzial beitragen, können mit verschiedenen Ereignissen in Verbindung gebracht werden, wie z. B. Schwankungen der Populationsgröße, Hybridisierung zwischen verschiedenen Arten oder Phasen einer beschleunigten Evolution, bei der Teile des Genoms neu geordnet und/oder dupliziert werden, was alles zu neuer genetischer Variation führen kann. Dieses Projekt hat das Ziel mehr über die Diversifizierung von Pflanzen zu erfahren, indem zwei weit entfernte Pflanzengattungen untersucht werden, die jeweils artenreiche und vergleichsweise artenarme Gruppen umfassen: die Luftpflanzen Tillandsia aus der Familie der Ananasgewächse und die neukaledonischen Kakis (Diospyros). Erstens wird geprüft, ob die artenreichen Gruppen im Vergleich zu den verwandten artenarmen Gruppen mit einer schnelleren Akkumulation von Fortpflanzungsbarrieren einhergehen. Zweitens sollen die ökologischen und genetischen Faktoren gefunden werden, die für das unterschiedliche Tempo der Artbildung in diesen Pflanzengruppen verantwortlich sind. Im Rahmen von diesem Projekt werden unsere französischen Partner neue Machine- Learning Tools für die Populationsgenomik entwickeln, die zusammen mit dem österreichischen Team zur vergleichenden Untersuchung von Merkmalen der Artenbildung zwischen den artenreichen und artenarmen Gruppen eingesetzt werden. Das Projekt wird von einem bestehenden großen Datensatz ganzer Genomsequenzen und mehreren assemblierten Genomen beider Pflanzengruppen, der kürzlich den österreichischen Partnern zur Verfügung gestellt wurde, profitieren und diesen erweitern. Unsere einander ergänzende internationale Zusammenarbeit wird es uns ermöglichen zu verstehen, wie sich die Pflanzenvielfalt entwickelt, indem wir die Umwelt, in der die jeweiligen Pflanzen leben, und ihre Genome untersuchen. Durch die Zusammenarbeit wird unser internationales Team von Forschern aus drei verschiedenen Institutionen unterschiedliche Stärken kombinieren, um zentrale Fragen der Biologie zu beantworten.