Geographische Parthenogenese - eine multidisziplinäre Studie

Asexuelle Organismen weisen größere Verbreitungsgebiete als ihre sexuellen Verwandten auf, und zeigen eine Tendenz, höhere Lagen und Breitengrade sowie ehemals vergletscherte Gebiete zu besiedeln. Die Gründe für den Ausbreitungserfolg von asexuellen Pflanzen (Apomikten) sind nach wie vor unklar; bisher liegen nur wenige empirische Studien zu vorgeschlagenen Hypothesen vor. Das Projekt konzentriert sich auf folgende Faktoren: die postulierte höhere Fähigkeit von Apomikten zur Kolonisierung neuer Lebensräume aufgrund der maternalen Fortpflanzung, die Hypothese einer Verdrängung und genetischer Assimilation sexueller Arten aufgrund einseitiger Hybridisierung, sowie die Entstehung der Apomikten. Diese Faktoren werden an einer Modellpflanze, Ranunculus kuepferi, untersucht, bei der die Feststellung der Elternart(en) leicht durchführbar erscheint, und die als alpine Pflanze nur wenig von externen oder anthropogenen Faktoren beeinflusst ist. Es wird versucht, die folgenden Fragestellungen zu untersuchen: (1) Sind die Verbreitungsmuster auf lokale Entstehung und Ausbreitung oder auf mehrfache Entstehung und Verdrängung der sexuellen Verwandten zurückzuführen? (2) Ist die genetische Diversität innerhalb der Apomikten mit geographischen Mustern korreliert? (3) Haben Apomikten nach Selbstbestäubung einen größeren Reproduktionserfolg und bessere Fähigkeiten zur Kolonisierung? (5) Können Apomikten die sexuellen Arten durch einseitig gerichtete Hybridisierung verdrängen? (5) Ist der Apomikt auto- oder allopolyploid enstanden, und ist hybridogene Entstehung des Apomikten ein Faktor für die Verbreitung? Diese Fragestellungen werden an Wildpopulationen mithilfe verschiedener DNA Marker (DNA Sequenzen, AFLPs, Microsatelliten), karyologischer Methoden (Flow Cytometry, Feulgen Densitometry), reproduktionsbiologischen Methoden und Kreuzungsexperimenten untersucht. Dieser multidisziplinäre Ansatz lässt Erkenntnisse (1) zur Bedeutung des Fortpflanzungsmodus für die Ausbreitungsfähigkeit von Pflanzen, (2) zur Dynamik genetischer Diversität in apomiktischen Pflanzen, und (3) zur Entstehung und Evolution von apomiktischen und sexuellen Pflanzen erwarten.

Asexuelle Organismen weisen größere Verbreitungsgebiete als ihre sexuellen Verwandten auf, und zeigen eine Tendenz, höhere Lagen und Breitengrade sowie ehemals vergletscherte Gebiete zu besiedeln. Die Gründe für den Ausbreitungserfolg von asexuellen Pflanzen (Apomikten) sind nach wie vor unklar; bisher liegen nur wenige empirische Studien zu vorgeschlagenen Hypothesen vor. Das Projekt konzentriert sich auf folgende Faktoren: die postulierte höhere Fähigkeit von Apomikten zur Kolonisierung neuer Lebensräume aufgrund der maternalen Fortpflanzung, die Hypothese einer Verdrängung und genetischer Assimilation sexueller Arten aufgrund einseitiger Hybridisierung, sowie die Entstehung der Apomikten. Diese Faktoren werden an einer Modellpflanze, Ranunculus kuepferi, untersucht, bei der die Feststellung der Elternart(en) leicht durchführbar erscheint, und die als alpine Pflanze nur wenig von externen oder anthropogenen Faktoren beeinflusst ist. Es wird versucht, die folgenden Fragestellungen zu untersuchen: (1) Sind die Verbreitungsmuster auf lokale Entstehung und Ausbreitung oder auf mehrfache Entstehung und Verdrängung der sexuellen Verwandten zurückzuführen? (2) Ist die genetische Diversität innerhalb der Apomikten mit geographischen Mustern korreliert? (3) Haben Apomikten nach Selbstbestäubung einen größeren Reproduktionserfolg und bessere Fähigkeiten zur Kolonisierung? (5) Können Apomikten die sexuellen Arten durch einseitig gerichtete Hybridisierung verdrängen? (5) Ist der Apomikt auto- oder allopolyploid enstanden, und ist hybridogene Entstehung des Apomikten ein Faktor für die Verbreitung? Diese Fragestellungen werden an Wildpopulationen mithilfe verschiedener DNA Marker (DNA Sequenzen, AFLPs, Microsatelliten), karyologischer Methoden (Flow Cytometry, Feulgen Densitometry), reproduktionsbiologischen Methoden und Kreuzungsexperimenten untersucht. Dieser multidisziplinäre Ansatz lässt Erkenntnisse (1) zur Bedeutung des Fortpflanzungsmodus für die Ausbreitungsfähigkeit von Pflanzen, (2) zur Dynamik genetischer Diversität in apomiktischen Pflanzen, und (3) zur Entstehung und Evolution von apomiktischen und sexuellen Pflanzen erwarten.