Evolution sexualtäuschender Orchideen

Blüten der europäischen und mediterranen Orchideengattung Ophrys (Ragwurz) locken auf Weibchensuche befindliche Männchen von Bienen an, indem sie wichtige paarungsauslösende Signale (Sexuallockstoff, Farbsignale) imitieren. Diese Männchen verwechseln die Blüte mit ihren Weibchen und versuchen sich mit diesen zu paaren. Während dieser sogenannten Pseudokopulation entnehmen die Männchen den Blütenpollen oder transferieren bereits mitgebrachten Pollen auf die Blütennarbe, wodurch es zu Bestäubungen kommt. Da Sexuallockstoffe bereits bei den Bienenarten artspezifisch sind, ist deren Imitation durch die Blüten ebenfalls spezifisch. Dies führt dazu, dass jede Ophrys-Art nur einen einzigen, hochspezifisch wirksamen Bestäuber hat. Die Entstehung neuer Orchideenarten sollte daher primär mit einem Bestäuberwechsel und damit über die Änderung des Duftbouquets erfolgen. Dies könnte auch dann geschehen, wenn solche Populationen geografisch in Kontakt geblieben sind (sympatrische Artbildung). Dieses Projekt versucht, mit molekularen Markern (Kern-DNA Marker) solche Bestäuberwechsel aufzudecken. Der Einfluss von Bestäubern auf den Genfluss zwischen Pflanzenpopulationen und damit letztlich auch auf Artbildungsprozesse wird mit molekularen populationsgenetischen Methoden geprüft werden. Wir werden verschiedene Fälle vergleichen, bei denen man aufgrund gut differenzierter Blütenmorphologie verschiedene Arten annimmt. Von der Bestäuberseite können hier drei Fälle unterschieden werden: (1) zwei nah verwandte Arten haben verschiedene Bestäuber; (2) nah verwandte Arten haben identische Bestäuber, sind aber anders (z.B. geografisch) getrennt; (3) sie haben identische Bestäuber, weil sie diese in der Evolution konvergent, also unabhängig, erworben haben. Dies kann nur entschieden werden, wenn man die genauen verwandtschaftlichen Verhältnisse dieser Arten kennt. Die Identifizierung von Bestäuberwechseln und eine vergleichende Duftstoffanalyse der involvierten Arten werden es uns erlauben, eine Hypothese über mögliche molekulare Mechanismen der Artbildung zu formulieren.

Blüten der europäischen und mediterranen Orchideengattung Ophrys (Ragwurz) locken auf Weibchensuche befindliche Männchen von Bienen an, indem sie wichtige paarungsauslösende Signale (Sexuallockstoff, Farbsignale) imitieren. Diese Männchen verwechseln die Blüte mit ihren Weibchen und versuchen sich mit diesen zu paaren. Während dieser sogenannten Pseudokopulation entnehmen die Männchen den Blütenpollen oder transferieren bereits mitgebrachten Pollen auf die Blütennarbe, wodurch es zu Bestäubungen kommt. Da Sexuallockstoffe bereits bei den Bienenarten artspezifisch sind, ist deren Imitation durch die Blüten ebenfalls spezifisch. Dies führt dazu, dass jede Ophrys-Art nur einen einzigen, hochspezifisch wirksamen Bestäuber hat. Die Entstehung neuer Orchideenarten sollte daher primär mit einem Bestäuberwechsel und damit über die Änderung des Duftbouquets erfolgen. Dies könnte auch dann geschehen, wenn solche Populationen geografisch in Kontakt geblieben sind (sympatrische Artbildung). Dieses Projekt versucht, mit molekularen Markern (Kern-DNA Marker) solche Bestäuberwechsel aufzudecken. Der Einfluss von Bestäubern auf den Genfluss zwischen Pflanzenpopulationen und damit letztlich auch auf Artbildungsprozesse wird mit molekularen populationsgenetischen Methoden geprüft werden. Wir werden verschiedene Fälle vergleichen, bei denen man aufgrund gut differenzierter Blütenmorphologie verschiedene Arten annimmt. Von der Bestäuberseite können hier drei Fälle unterschieden werden: 1. zwei nah verwandte Arten haben verschiedene Bestäuber; 2. nah verwandte Arten haben identische Bestäuber, sind aber anders (z.B. geografisch) getrennt; 3. sie haben identische Bestäuber, weil sie diese in der Evolution konvergent, also unabhängig, erworben haben. Dies kann nur entschieden werden, wenn man die genauen verwandtschaftlichen Verhältnisse dieser Arten kennt. Die Identifizierung von Bestäuberwechseln und eine vergleichende Duftstoffanalyse der involvierten Arten werden es uns erlauben, eine Hypothese über mögliche molekulare Mechanismen der Artbildung zu formulieren.