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GENomic evolution In Ecological Speciation

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Genetik und Artbildung in Schnecken

Ein EU-Team untersuchte die Genetik der Artbildung in Landschnecken. Die aktuelle Vielfalt von Schalenformen ergibt sich aus früheren Umweltveränderungen, die unterschiedliche Morphologien begünstigen, die im Genom bewahrt sind.   

Klimawandel und Umwelt
Grundlagenforschung

Obwohl Charles Darwin berühmtes Buch ‚Die Entstehung der Arten‘ hieß, diskutiert es nicht über den tatsächlichen Ursprung der Arten. Nachfolgende Generationen von Ökologen haben sich den Details gewidmet und enthüllt, dass der Prozess verschiedene Arten von genetischer Partitionierung der Populationen umfasst. Das EU-geförderte Projekt GENIES (Genomic evolution in ecological speciation) untersuchte tiefgehender die Prozesse der Artbildung. Das Team studierte Murella muralis, eine Landschnecke. Schnecken eignen sich in der Regel hervorragend als Studienobjekte für das Thema, weil ihre Population weit verbreitet ist, aber Individuen sich nur selten weit weg bewegen, wodurch die Migration kontrolliert wird. M. muralis hat eine hohe morphologische und eine noch größere genetische Vielfalt. Unter Verwendung der ultimativen Gen-Sequenzierungstechnologien, untersuchte die Studie, wie sich Gene vereinzelter Arten während der Speziation verändern. Forscher assoziierten auch die morphologische Variation mit Mustern von bestimmten Genen. Sie identifizierten die Gene, die für Speziation am wichtigsten sind und wie diese Gene durch Umweltfaktoren beeinflusst werden. % L% LDie Ergebnisse zeigen, dass Umweltveränderungen sich auf verschiedene Ebenen des Genoms auswirken. Solche Veränderungen fördern und beschränken gleichzeitig die Differenzierung. Die Forscher schlossen daraus, dass die Vielfalt der Schalenform bei Schnecken aus der Anpassung an kontrastierende Umgebungen herrührt. Frühere Umweltveränderungen trugen zu zahlreichen Schalenformen und separaten genetischen Linien bei. Verschiedene Beweisformen wiesen auf wiederholte Populationsfusionen und Trennungen hin, wodurch aktive Divergenz und Genfluss gefördert werden. Das Team schloss ferner, dass unabhängige Genregionen innerhalb des Genoms eine getrennte Selektion erlebt haben. Eine solche abweichende Selektion kann genomweite Effekte zeigen, auch während der frühen Stadien der Artbildung. Quellen stehender Variation können die Entstehung von genomweiter reproduktiver Isolation, gefolgt von adaptiver Strahlung erleichtern. Daher erhält eine Speziation mit Genfluss wahrscheinlich eher einen Übergang von den Auswirkungen der Selektion einzelner Gene zu großen Teilen des Genoms. Die Analyse ergab, dass die Unterschiede auf Bevölkerungsebene bei der Schalenform zum Grad der genomischen Differenzierung beitragen. Geographisch isolierte Organismen wiesen manchmal Muster der Isolierung durch Anpassung auf, wobei eine divergierende Selektion bei Merkmalen den Genfluss behindert. Das GENIE Projekt demonstrierte das Potenzial für genetische Vielfalt, um das Überleben von Arten aufgrund von Umweltveränderungen zu erleichtern. Die Arbeit hat wichtige Implikationen für „evolutionäre Rettungsprojekte“, die die Auswirkungen von Umweltveränderungen minimieren wollen.  

Schlüsselbegriffe

Genetik, Speziation, Landschnecken, GENIES, genomische Evolution, Murella muralis

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28 März 2022