Evolution und Klimawandel
Die Vorhersage der Folgen der raschen Veränderungen der Umwelt durch menschliche Aktivitäten auf die biologische Vielfalt ist ein wichtiges globales Problem, aber es fehlt an Daten dazu, wie schnell sich Populationen entwickeln, um einem Aussterben zu entkommen. Diese Evolution ist besonders wichtig für spezialisierte Organismen, die von anderen Arten als Wirte oder Beute abhängen. Das EU-finanzierte Projekt CLIMADAPT (Testing the limits and potential of evolution in response to climate change) untersuchte dafür einen Schmetterling: den Kleinen Sonnenröschen-Bläuling (Aricia agestis). Die Art hat sich in Großbritannien sehr schnell ausgebreitet und ist eine der wenigen bekannten Spezies, die sich an den Klimawandel angepasst haben, indem sie die Nutzung ihrer Wirtspflanze verändert haben. Diese Fähigkeit macht A. agestis zu einer wichtigen Spezies, um zu untersuchen, wie genetische Variation ökologisch wichtige Merkmale untermauert. Sie ist besonders nützlich, um die Wirtspflanzenpräferenzen und Fruchtbarkeit sowie eine Ausweitung des Verbreitungsgebiets angesichts eines veränderten Klimas zu studieren. Die Forscher von CLIMADAPT untersuchende Wirtspräferenzen und Fruchtbarkeit von einzelnen Weibchen in Experimenten unter Gartenbedingungen. Danach analysierten sie die genetischen Variationen innerhalb und zwischen neun Populationen sowohl in etablierten als auch in neuen Teilen des Verbreitungsgebiets von A. agestis. Die Ergebnisse zeigten, dass einzelne Weibchen aus einer Population sich in ihren Präferenzen für Wirtspflanzen unterscheiden. Die Daten enthalten außerdem deutlich reduzierte Mengen solcher Variationen bei den Präferenzen innerhalb einer Population in neuen Verbreitungsgebieten. Diese evolutionäre Verschiebung und die damit verbundene Reduzierung der Variation könnte auch die künftige Entwicklung in neu etablierten Populationen am Rande ihres Verbreitungsgebiets einschränken. Die phonotypischen Daten zur weiblichen Wirtspflanzenpräferenz unter typischen Gartenbedingungen liefern auch einen einzigartigen Datensatz zum Testen von Phänotyp-Genotyp-Assoziationen mittels genomweiter Sequenzvariation. Die Forscher sequenzierten eine große Anzahl von Schmetterlingen aus jeder der neun Populationen einzeln auf genomweite genetische Loci (RADseq) mit hoher Dichte. Die Daten wurden dann verwendet, um die genetischen Grundlagen der Wirtspflanzenpräferenz und Fruchtbarkeit zu untersuchen und auf die adaptive Differenzierung bei diesen Eigenschaften zusammen mit einer Ausbreitung hin zu testen. Die Integration der durch CLIMADAPT erzeugten großen phänotypischen und genetischen Datensätze werden theoretische Modelle für die Erforschung der Anpassung ermöglichen. Sie wird auch helfen, nützliche Vorhersagen dazu zu machen, wie Arten und ökologische Gemeinschaften auf durch den Menschen verursachte Umweltveränderungen mittels evolutionärer Veränderungen in ihren biotischen Interaktionen reagieren.
Schlüsselbegriffe
CLIMADAPT, Evolution, Aricia agestis, Klimawandel, genetische Variation, Fertilität, genomweite Sequenzvariation, adaptive Radiation
