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The genetics of enduring isolation: diversity, gene flow and offspring performance in glacial relict tree populations

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Diversität und Genfluss lassen Eichen gedeihen

Ziel des Projekts "RELICTOAK" war es, neue Erkenntnisse darüber zu sammeln, wie Populationen einer Art mit großem Verbreitungsgebiet in der Eiszeit und geringem Verbreitungsgebiet in der Gegenwart unter ungünstigen Bedingungen überleben können. Dieses Projekt ist von erheblicher Bedeutung, da Populationen als Langzeitspeicher für die genetische Vielfalt und die Evolutionsgeschichte einer Spezies fungieren.

Klimawandel und Umwelt icon Klimawandel und Umwelt

Das EU-finanzierte Projekt "RELICTOAK" untersuchte 23 Randpopulationen der niederen Breiten von Quercus robur (Q. robur) in Zentralspanien. Quercus robur ist ein weit verbreiteter Waldbaum, der gemeinhin als Stieleiche bekannt ist. Forscher untersuchten die Verteilung und Übertragung der genetischen Vielfalt in diesen Populationen, um zu erfahren, wie sie ihre genetische Diversität und Lebensfähigkeit über mehrere Eiszeiten hinweg erhalten konnten. Da der Genaustausch ein wesentlicher Bestandteil dieses Prozesses war, erforschten die Wissenschaftler den historischen und gegenwärtigen Genfluss auf drei Ebenen: Und zwar: den Genfluss innerhalb der Populationen, den Genfluss der Populationen untereinander und den Genfluss zwischen den Arten, wobei die Hybridisierung mit der weiter verbreiteten Quercus pyrenaica (Pyrenäen-Eiche) einbezogen wurde. Ein Vergleich der Genotypen von Q. robur und von Q. pyrenaica förderte zutage, dass eine Hybridisierung zwischen den beiden Arten nicht ungewöhnlich ist. Dies könnte die beobachtete starke Diversität und die schwache geografische Struktur von Q. robur-Populationen erklären. Die Forscher stellten fest, dass bei Q. robur-Populationen ein umfangreicher pollenvermittelter Genfluss über weite Distanzen hinweg stattfindet. Folglich erzeugt selbst der kleinste Baumbestand in manchen Jahren eine große Menge an Pflanzen und weist eine kontinuierliche Regeneration auf. Eine zusätzliche Untersuchung zu den Populationen und Mustern des pollenvermittelten Genflusses auf Landschaftsebene ergab, dass die Eichelgröße – ein Parameter, der die Samenverbreitung, die Keimung und das Wachstum der Jungpflanze beeinflusst – vom Mutterbaum und nicht von der Herkunftspopulation abhängt. Es wurde nachgewiesen, dass ein effizienter Pollenaustausch zwischen kleinen und isolierten Q. robur-Populationen und die Hybridisierung mit der stärker verbreiteten Q. pyrenaica den untersuchten Eichenbeständen ermöglichte, eine große genetische Vielfalt und ein hohes Reproduktionspotenzial aufrechtzuerhalten. Die Diversität und Lebensfähigkeit von Q. robur-Populationen am Rande ihres Verbreitungsgebiets sowie ihr Potenzial zum Erwerb von Genen der dürreresistenteren Pyrenäen-Eiche könnte ein wirksamer Mechanismus zur Anpassung an ein künftig herrschendes wärmeres und trockeneres Klima sein. Die Arbeit des "RELICTOAK "-Teams wird wertvolle Daten liefern, mit denen angemessene ökologische Strategien zum Erhalt und zum Management von Reliktpopulationen angesichts eines sich wandelnden, trockeneren Klimas entwickelt werden können.

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