Die Quellen der Diversität, die adaptive Radiation antreiben

Die auf ozeanischen Inseln lebenden Pflanzen und Tiere sind oft einzigartig. Im Allgemeinen bilden sie Gruppen verwandter Arten, die eine Reihe von Lebensräumen besiedeln, da jede der Arten wahrscheinlich an einen bestimmten Lebensraum auf der jeweiligen Insel angepasst ist. Diese Gruppen entstehen oft als Ergebnis einer einzigen Besiedlung durch wenige Individuen, die manchmal vom tausenden Kilometer entfernten Festland kommen. Diese wenigen Individuen werden dann die Vorfahren für die gesamte Vielfalt an Formen und funktionellen Strategien sein. Damit sich eine solche explosionsartige Diversifizierung entwickeln kann, ist jedoch eine Menge genetischer Variation erforderlich. Diese stammt nur unwahrscheinlich von den wenigen Vorfahren der Inselpopulation. Ziel dieses Projekts ist es, die Quellen der Variation zu verstehen, die die Diversifizierung von Arten auf abgelegenen Inseln auslösen. Insbesondere soll eine neuere Hypothese getestet werden, wonach biologische Variation durch die Aktivierung normalerweise ruhender, eigennützige Genomkomponenten (so genannter transposabler Elemente oder TEs) ausgelöst werden kann. Diese können sich unter bestimmten Bedingungen innerhalb des Genoms vermehren und auch durch springen ihre Position ändern. Traditionell geht man davon aus, dass die Aktivität von TEs für den Organismus schädlich ist, da sie die in ihrer DNA kodierte genetische Information verfälschen können. TE-Bewegungen können jedoch auch zu genetischen Variationen führen, indem sie verschiedene Varianten von Genen und ihren Regulatoren hervorbringen oder die Struktur von Chromosomen neu ordnen. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf eine äußerst vielfältige Gruppe von mehr als 30 Kaki-Arten auf Neukaledonien. Diese Inselgruppe im Pazifischen Ozean weist weltweit die größte biologische Vielfalt pro Quadratkilometer auf. Ihre komplizierte geologische Geschichte hat eine große Vielfalt an Böden hervorgebracht, die zusammen mit großen Höhen- und Klimaschwankungen die große Vielfalt an Lebensräumen prägen. Die untersuchte Gruppe von Kakibäumen ist relativ jung, besiedelt aber derzeit alle diese Lebensräume, mit Ausnahme der Mangrovenwälder. Im Rahmen des Projekts sollen die Evolutionsgeschichte und der genomische Hintergrund der vielfältigen Kakigruppe im Vergleich zu anderen neukaledonischen Kakis, die sich nicht diversifiziert haben, untersucht werden. Kürzlich veröffentlichte und vorläufige Daten haben gezeigt, dass die diverse Gruppe im Vergleich zu den anderen neukaledonischen Kakis durch größere Genomgrößen und mehr TEs gekennzeichnet ist. Das Projekt wird den evolutionären Kontext der biologischen Diversifizierung untersuchen und die genomischen und ökologischen Faktoren erforschen, die die Anpassung der Pflanzen an verschiedene Bodentypen vorantreiben, darunter auch solche, die für Pflanzen extrem schwierig sind.