Der Genfluss zwischen Skalaren in einem Korallenriff
Neue Arten entstehen häufig in Situationen von geographischer Isolation, gefolgt von einer unabhängigen Entwicklung im Laufe der Zeit. Allerdings widerstehen marine Organismen dieser gemeinhin vertretenen Ansicht, da es bei ihnen wenig Gelegenheit für eine geographische Trennung und trotzdem eine große Vielfalt gibt. Das Projekt FISHSPECIATIONGENOME (Fish speciation and the origin of marine biodiversity: A comparative genomics approach) befasste sich mit der Frage, wie genetische Divergenz und Speziation bei einer überlappenden Verteilung bestehen bleiben können. Die Forscher betrachteten die Zwergskalare Centropyge spp im tropischen Indo-Pazifischen Ozean, die sich teilweise überlappende Verteilungsbereiche haben und deren einzelnen Arten sich in der Farbe unterscheiden. Um genomische Signaturen zu identifizieren und festzustellen, ob es nach der Speziation einen Genfluss zwischen der Spezies gibt, verwendeten sie ein DNA-Sequenzierungsverfahren mit hohem Durchsatz: die Restriktionsschnittstellen-assoziierte DNA-Sequenzierung (RAD, restriction site associated DNA sequencing). Fisch- und Gewebeproben wurden von drei Quellen gesammelt: drei elterliche reine Typen aus Gebieten, in denen nur eine Spezies auftritt, jede der Elternarten in Hybridzonen und jede der Hybridkombinationen in den Hybridzonen mit einer Reihe von Farbvarianten. Aufbauend auf dem RAD-Sequenzierungssystem optimierte FISHSPECIATIONGENOME das Laborprotokoll für DNA-Sequenzierungsbibliotheken. Darüber hinaus optimierten die Forscher eine Bioinformatikplattform für die Analyse der wichtigsten genetischen Merkmale der Population. Dazu gehörten die Schätzung einzelner Nukleotidpolymorphismen und Populations-Allelfrequenzen sowie Analysen der genetischen Struktur, der Hybridisierungsmuster und der Introgression sowie selektiver Sweeps, eine Art der Eliminierung der Variation durch Fixierung von nützlichen Allelen. Die Forschungsergebnisse betonten die komplexe Evolutionsgeschichte von Zwergskalaren und enthüllten Muster der Genintrogression durch Genfluss zwischen interspezifischen Hybriden und einer Elternspezies. Die Arbeit erklärte auch die Genetik von Farbvariation und zeigt, dass Skalare verwendet werden können, um Farbunterschiede bei anderen Fischen zu untersuchen. Mit der Erwärmung der Ozeane und ihrer zunehmenden Nutzung für Aquakultur und Transport ist der Schutz von bereits schwindenden Arten noch wichtiger geworden. Das Management der Meeresressourcen hat weitreichende wirtschaftliche Auswirkungen auf die Bereiche Lebensmittel, Medizin, Kosmetik und eine Vielzahl von industriellen Anwendungen.
Schlüsselbegriffe
Korallenriff, Erhaltung, FISHSPECIATIONGENOME, Speziation, Skalare
