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Landschaft im Zusammenhang mit genetischer Anpassung und globalem Wandel 

Die Ökosysteme der Erde sind mit rasanten Veränderungen in Landnutzung, Landschaftsstruktur und Klimawandel konfrontiert. Diese Umweltveränderungen haben weitreichende Folgen für die Überlebens- und Anpassungsfähigkeiten von Spezies, da sie ihren Ausbreitungsbereiche verschieben müssen, was ihre Entwicklung innerhalb der Ökosysteme verändern kann. 
Landschaft im Zusammenhang mit genetischer Anpassung und globalem Wandel 
Der Klimawandel und die Fragmentierung natürlicher Lebensräume können einen großen Einfluss auf die biologische Vielfalt haben. Die genetischen Merkmale einer Spezies und ihre Anfälligkeit gegenüber dem Klimawandel und der Habitatfragmentierung werden von zwei Schlüsselprozessen beeinflusst: die Fähigkeit, sich auf neue Gebiete auszubreiten und sie zu besiedeln, sowie die Fähigkeit, sich an diese neuen Gebiete anzupassen.

Das EU-geförderte Projekt MOVE2ADAPT (Linking landscape genetic structure with local adaptation to changing environments) untersuchte diese Prozesse bei einer sich ausbreitenden Kleinlibelle (Ischnura elegans) in Schweden. Die Initiative identifizierte Faktoren der Topographie, der Landnutzung und des Klimas, die Verbreitungsmuster mit Auswirkungen auf die lokale Anpassung an Umweltbedingungen bei I. elegans bestimmen.

Dieser Ansatz wird oft als Landschaftsgenetik oder -genomik bezeichnet und ermöglicht es, Umweltauswirkungen auf genetische Verbindungen und evolutionäre Prozesse zu untersuchen. Zu diesem Zweck untersuchten die Forscher die Auswirkungen von Umweltveränderungen auf den Genfluss und lokale Anpassung in natürlichen Populationen mithilfe von Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierung (RADseq) für Single-Nukleotid-Polymorphismen des Genotyps von Hunderten von Tieren über einen latitudinalen Gradienten von etwa fünf Grad.

Es wurden drei Umweltvariablen im Zusammenhang mit der Temperatur identifiziert: durchschnittliche Jahrestemperatur, mittlere tägliche Temperaturschwankungen und Temperatursaisonalität. Diese zeigten die höchste Anzahl von Genotyp-Umwelt-Assoziationen und die Überschneidungen zwischen den drei Variablen weist auf Gene hin, die allgemein mit der Temperaturanpassung bei I. elegans im Zusammenhang stehen könnten.

Die Ergebnisse von MOVE2ADAPT haben die Art, wie genetische Informationen verwendet werden, um lokale Anpassungsprozesse zu verstehen, revolutioniert, indem sie genomische Marker (anhand eines Referenzgenoms) mit Umgebungsvariablen in Zusammenhang brachten. Mit diesen Methoden konnten die Wissenschaftler testen, wie Spezies auf Klima- und Landnutzungsänderungen reagieren und wie sich das auf die Verteilung der genetischen Vielfalt und das adaptive Potential der Arten auswirkt.

Durch die Charakterisierung der genomischen Landschaft einer Spezies in ihrem Verbreitungsgebiet lieferte MOVE2ADAPT theoretische und praktische Erkenntnisse zu den jeweiligen Rollen von Genfluss, Umwelt, ökologischen Variablen und lokaler Anpassung für den Evolutionsverlauf. Es wird auch beim Priorisierungsmanagement von Landschaften helfen, um die Vernetzung der Lebensräume und die adaptive Variation von Spezies zu erhalten.

Die verwendeten Techniken sind nicht nur für den Artenschutz anwendbar, sondern auch zur Kontrolle der Verbreitung von Schädlingen in Landwirtschaft und Wildnis, indem mögliche Eindämmungswege oder Prioritätsbereiche identifiziert werden können.
 

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Life Sciences

Schlüsselwörter

Landschaft, Landnutzung, Klimawandel, Habitatfragmentierung, MOVE2ADAPT, Ischnura elegans 
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