Evolution und Bedeutung von Farbvariation bei Buntbarschen

Viele Buntbarscharten im Tanganjika-See zeigen innerartliche Variation in ihrer Färbung und der Verteilung von Farbmustern, wobei die Gattung Tropheus mit 120 unterschiedlichen Rassen die größte morphologische Vielfalt aufweist. Die Ausprägung einer eigenen Farbvariante in nahezu jeder isolierten Population lässt sich schwer erklären, wenn man bedenkt, dass sich die verschiedenen Populationen im Zuge der wiederholten Schwankungen des Seespiegels mehrmals vermischt haben, und dass die derzeitige Verteilung der Populationen nicht länger auf den vorerst letzten Anstieg des Wasserspiegels vor weniger als 20000 Jahren zurückgeht. Das beantragte Projekt beschäftigt sich mit den evolutionären Kräften, die zu dieser Fülle an farblicher Variation führten, und untersucht die Bedeutung der Färbung für das Fortpflanzungsverhalten, sowie den Einfluss der vergangenen Seespiegelschwankungen auf die Verteilung und genetische Struktur der Populationen. In Partnerwahlversuchen wird der Grad der assortativen Paarung innerhalb von Farbvarianten erhoben, und mit der beobachteten genetischen Isolierung zwischen Linien verglichen. Die Erhebung der Verwandtschaftsbeziehungen zwischen den verschiedenen Populationen erfolgt mittels AFLP Analysen von Fischen entlang des gesamten Seeufers. In einer detaillierten phylogeographischen Analyse von mehreren Populationen des südlichen Seeufers werden Rückzugs- und Rekolonisierungsbewegungen, sowie Populationsvermischungen während der Seespiegelschwankungen rekonstruiert. Der Ausgang einer künstlichen Vermischung von Populationen in einem Hafenbecken in Sambia soll weiterhin in Verwandtschaftsanalysen untersucht werden, um das Ausmaß der Kreuzungen zwischen den Populationen unter natürlichen Bedingungen abzuschätzen. Um Unterschiede im Farbsehvermögen bei verschiedenen Tropheus-Morphen aufzudecken, werden Opsingensequenzen sowie das Expressionsmuster der verschiedenen Opsingene verglichen, und im Fall von molekularen Polymorphismen die Absorptionsmaxima der retinalen Zäpfchen ermittelt. Das beantragte Projekt wird dazu beitragen, die evolutionären Vorgänge in einem außerordentlichen Artenkomplex im ältesten der großen afrikanischen Grabenseen zu charakterisieren, und wird eine Basis für den Vergleich mit den jüngeren, aber ebenso explosiven Artbildungsprozessen im Malawisee und Viktoriasee schaffen. Die Parallelen und Unterschiede zwischen den drei Seen werden zeigen, ob und in welchem Ausmaß sich die drei Seen als zeitlich gestaffelte Stationen in der Reifung einer lakustrinen Radiation interpretieren lassen.

Viele Buntbarscharten im Tanganjika-See zeigen innerartliche Variation in ihrer Färbung und der Verteilung von Farbmustern, wobei die Gattung Tropheus mit 120 unterschiedlichen Rassen die größte morphologische Vielfalt aufweist. Die Ausprägung einer eigenen Farbvariante in nahezu jeder isolierten Population lässt sich schwer erklären, wenn man bedenkt, dass sich die verschiedenen Populationen im Zuge der wiederholten Schwankungen des Seespiegels mehrmals vermischt haben, und dass die derzeitige Verteilung der Populationen nicht länger auf den vorerst letzten Anstieg des Wasserspiegels vor weniger als 20000 Jahren zurückgeht. Das beantragte Projekt beschäftigt sich mit den evolutionären Kräften, die zu dieser Fülle an farblicher Variation führten, und untersucht die Bedeutung der Färbung für das Fortpflanzungsverhalten, sowie den Einfluss der vergangenen Seespiegelschwankungen auf die Verteilung und genetische Struktur der Populationen. In Partnerwahlversuchen wird der Grad der assortativen Paarung innerhalb von Farbvarianten erhoben, und mit der beobachteten genetischen Isolierung zwischen Linien verglichen. Die Erhebung der Verwandtschaftsbeziehungen zwischen den verschiedenen Populationen erfolgt mittels AFLP Analysen von Fischen entlang des gesamten Seeufers. In einer detaillierten phylogeographischen Analyse von mehreren Populationen des südlichen Seeufers werden Rückzugs- und Rekolonisierungsbewegungen, sowie Populationsvermischungen während der Seespiegelschwankungen rekonstruiert. Der Ausgang einer künstlichen Vermischung von Populationen in einem Hafenbecken in Sambia soll weiterhin in Verwandtschaftsanalysen untersucht werden, um das Ausmaß der Kreuzungen zwischen den Populationen unter natürlichen Bedingungen abzuschätzen. Um Unterschiede im Farbsehvermögen bei verschiedenen Tropheus-Morphen aufzudecken, werden Opsingensequenzen sowie das Expressionsmuster der verschiedenen Opsingene verglichen, und im Fall von molekularen Polymorphismen die Absorptionsmaxima der retinalen Zäpfchen ermittelt. Das beantragte Projekt wird dazu beitragen, die evolutionären Vorgänge in einem außerordentlichen Artenkomplex im ältesten der großen afrikanischen Grabenseen zu charakterisieren, und wird eine Basis für den Vergleich mit den jüngeren, aber ebenso explosiven Artbildungsprozessen im Malawisee und Viktoriasee schaffen. Die Parallelen und Unterschiede zwischen den drei Seen werden zeigen, ob und in welchem Ausmaß sich die drei Seen als zeitlich gestaffelte Stationen in der Reifung einer lakustrinen Radiation interpretieren lassen.