Evolutionsgeschichte promiskuitiver Chthonolasius-Ameisen

Multidisziplinäre Untersuchungen in der Evolutionsbiologie werden vor gravierende Probleme gestellt, wenn die Ergebnisse der einzelnen Disziplinen divergieren. Es gibt keine generelle Richtschnur zur erfolgreichen Lösung solcher Inkongruenzen. Meist sind die Inkongruenzen auf evolutive Prozesse zurückzuführen, die unterschiedliche Marker in unterschiedlichem Ausmass betreffen. Die Ameisen-Untergattung Chthonolasius umfasst dreizehn westpaläarktische Arten. Jüngst wurde nachgewiesen, dass Chthonolasius-Ameisen Promiskuität zu einer regulären Fortpflanzungsstrategie gemacht haben, genannt "Soziale Kleptogamie": In Ermangelung von arteigenen Männchen paaren sich geflügelte Jungköniginnen mit artfremden Männchen. Generell wird der artfremde Partner der Königin von der Reproduktion ausgeschlossen, weil Männchen - welche bei Ameisen ausnahmslos Anteile des mütterlichen Genoms in sich tragen - offenbar die einzigen Fertilen unter den Hybridnachkommen sind. Nichtsdestoweniger ist es gut möglich, dass zumindest sporadisch doch fertile Hybridköniginnen produziert werden. Es ist daher anzunehmen, dass Chthonolasius- Genome Elemente artfremder Genome beinhalten. Dies würde phylogenetische Rekonstruktionen verzerren. Der Nachweis, dass Promiskuität nicht die Ausnahme, sondern eine erfolgreich etablierte Strategie ist, macht Chthonolasius zu erstklassigen Studienobjekten, da die Bedeutung von Unterwanderungen und Infiltrationen des Genoms bei Tieren in immer stärkerem Ausmass zu Tage tritt. Soziale Kleptogamie ist bisher nicht mit molekular- genetischen Methoden untersucht worden. Eigene vorläufige Ergebnisse ergaben extreme Inkongruenz zwischen genetischen und morphologischen Stammbäumen. Ziel des Projekts ist es, die Phylogenie der westpaläarktischen Chthonolasius-Ameisen zu klären und die Ursachen für Inkongruenzen dingfest zu machen. Nach einer kritischen Analyse der derzeitigen, morphologisch basierten Artabgrenzungen werde ich versuchen, eine robuste supra-spezifische Phylogenie der erkannten Arten zu erstellen. Ich schlage einen multidisziplinären Ansatz vor, fussend auf dem mitochondrialen DNA-Marker COI, dem nuklearen DNA-Marker wingless, sowie auf morphologischen Daten. Bei der Suche nach der Ursache für Inkongruenzen werden zwölf Evolutions-Szenarien in Erwägung gezogen werden. Die Daten der verschiedenen Disziplinen werden unabhänging voneinander analysiert werden. Ist die maximale Auflösung der Inkongruenzen erzielt und ist das jeweilige zugrunde liegende Evolutionsmuster erkannt, werden etablierte Methoden der kombinierten Analyse zur Anwendung kommen. Die Ergebnisse der integrativen Studie sollen eine solide Basis für eine taxonomische Revision sein und helfen, die Methodologie des integrativen Ansatzes für Artabgrenzung und phylogenetische Rekonstruktion im Fall von Hybridisierung zu verbessern. Schlussendlich wird die Entwicklungsgeschichte der Untergattung umrissen werden, durch Kombination der Ergebnisse der phylogenetischen Rekonstruktionen mit dem vorhandenen Wissen zu Bionomie, Ökologie und Biogeographie. Zu beantwortende Fragen sind unter anderem, ob genomische Integrität trotz häufiger Hybridisierung gewahrt bleibt, ob Soziale Kleptogamie ein ursprüngliches Merkmal in der Untergattung ist, und ob Hybridisierung möglicherweise ein Speziationsmechanismus bei Chthonolasius ist.