Molekulare Evolution und Artenbiologie
Das POPPHYL-Projekt (Population phylogenomics: Linking molecular evolution to species biology) sollte die Populationsgenetik vieler unterschiedlicher Vertreter von Pflanzen- und Tierarten charakterisieren. Ziel war es, herauszufinden, welche biologischen und ökologischen Faktoren die Vorgänge in der molekularen Evolution bestimmten, wodurch erklärt werden sollte, warum sich Genome so entwickeln, wie sie es tun. Als nächstes wurden bei einer Generation Sequenzierungstechnologien angewandt, um umfangreiche Kodierungssequenzen mit Polymorphiedatensätzen für 90 ökologisch unterschiedliche Tierarten zu erhalten. Dies ermöglichte es den Wissenschaftlern, die Parameter zur Populationsgenetik, die für die molekulare Evolution relevant waren, zwischen verschiedenen Taxa wie Säugetieren, Vögeln, Schildkröten, Insekten, Weichtiere, Würmer und Quallen miteinander zu vergleichen. Die untersuchten Organismen umfassten Schädlinge (Termiten), Überträger von Krankheiten (Mücken), kommerzielle Fischarten (Miesmuscheln), Ökosystemingenieure (Korallen) und gefährdete Arten (wie die Galapagosschildkröte). Das wissenschaftliche Kuriosum namens Lineus longissiums, bei dem es sich um einen Meereswurm handelt, der auf bis zu 60 m heranwächst, wurde ebenfalls untersucht. Die Ergebnisse zeigen die Vorgänge in der molekularen Evolution und heben die bedeutende Wirkung der Populationsgröße und des Gendrifts auf die molekulare Evolutionsrate hervor. Die Analyse des gesamten Datensatzes enthüllte, dass die genetische Diversität einer Art (also wie sehr sich Individuen, die zur der gleichen Art gehören, voneinander unterscheiden) durch zentrale ökologische Merkmale im Zusammenhang mit dem Elternaufwand bestimmt ist. Langlebige Arten, die als K-Strategen bezeichnet werden, weniger Aufwand in Nachkommen investieren und von denen jede mit einer verhältnismäßig hohen Wahrscheinlichkeit bis zum Erwachsenenalter überlebt, stellten sich genetisch als weniger polymorph heraus als R-Strategen. R-Strategen sind kurzlebige Arten mit einer hohen Wachstumsrate, die viele Nachkommen zeugen. Diese Ergebnisse deuten an, dass sich die langfristige Überlebensstrategie von Arten auf ihre Reaktion auf kurzzeitige Störungen in ihrer Umwelt auswirkt. POPPHYL erforschte die Verbindung zwischen Phylogenetik und Populationsgenetik. Dies erweiterte die Evolutionsbiologie um eine neue Dimension, indem sie Populationsgenetik komparativ machte und die Artenökologie auf genomische Analysen anwandte. Diese Ergebnisse werden sich unmittelbar auf das Gebiet der Naturschutzbiologie auswirken.
Schlüsselbegriffe
Molekulare Evolution, Artenbiologie, Populationsgenomik, POPPHYL, Phylogenomik
