| Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen ohne Print on Demand (66MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-325630
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.32563
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Bog, Manuela (2016) Hybridisation and its consequences: Population genomics, herbivory, and phytochemistry in the Senecio nemorensis syngameon. Dissertation, Universität Regensburg. [Gegenwärtig angezeigt]Vorschau
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Bog, Manuela
(2016)
Supplementary Table E.1.
[Datensatz]
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| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 20 September 2016 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Christoph Oberprieler |
| Tag der Prüfung: | 16 September 2015 |
| Institutionen: | Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Pflanzenwissenschaften > Arbeitsgruppe Evolution und Systematik der Pflanzen (Prof. Dr. Christoph Oberprieler) |
| Stichwörter / Keywords: | Senecio, hybridisation, introgression, natural selection, herbivory, phytochemistry, pyrrolizidine alkaloids |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 580 Pflanzen (Botanik) |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 32563 |
Zusammenfassung (Englisch)
Hybridisation often determines the evolutionary trajectories of closely related species and may lead on the one hand to the formation of new species or on the other hand to a loss of species diversity through genetic swamping or fusion of taxa. The three Central European representatives of the Senecio nemorensis syngameon, S. germanicus, S. ovatus, and S. hercynicus are vertically vicariant ...
Zusammenfassung (Englisch)
Hybridisation often determines the evolutionary trajectories of closely related species and may lead on the one hand to the formation of new species or on the other hand to a loss of species diversity through genetic swamping or fusion of taxa. The three Central European representatives of the Senecio nemorensis syngameon, S. germanicus, S. ovatus, and S. hercynicus are vertically vicariant species that hybridise in their range overlaps. In the present dissertation the following three key aspects concerning consequences of hybridisation among the three species are highlighted. Firstly, by using a population genomic approach, the extent of hybridisation between S. hercynicus and S. ovatus and possible natural selection regimes are investigated along four elevational transects in the Bavarian Forest National Park. Secondly, transplantation experiments were performed to test for differences in consumption of pure species and their artificial F1 hybrids by herbivores along an elevational gradient. Finally, in food choice experiments the observed results from the field were checked under controlled lab conditions and a possible relationship between consumption and chemical defence compounds (i.e., pyrrolizidine alkaloids and tannins) was investigated. Addressing the first key aspect, we found advanced introgressive hybridisation along the whole transects. Most individuals could be assigned to the S. ovatus backcross class and just very few S. hercynicus-like genotypes were present. Although evidence was found for a climate-mediated divergent selection, this force is interpreted as not being strong enough to maintain the two biological species. During the transplantation experiment it was shown that S. hercynicus also suffers to a higher extent from herbivory than S. ovatus but there was also evidence for an elevated susceptibility to low temperatures of the latter at elevations typical for S. hercynicus. In contrast, S. germanicus showed low herbivore damage relative to S. hercynicus and low leaf area loss through withering relative to S. ovatus. In the food choice experiments, the results from the field could be proven to some extent. It was shown that as soon as four leaf discs of the different taxa (i.e., parental species and reciprocal hybrids) were offered to the molluscs, the selective consumption found for the pure taxa was compensated. Hybrids were neither more susceptible nor more resistant than their corresponding parental species. A correlation of feeding preference and content of chemical defence compounds could only partly be proven for pyrrolizidine alkaloids. Tannins had no effect at all on the consumption by molluscs. To conclude, all results from the present studies indicate that S. hercynicus will lose to S. ovatus in the Bavarian Forest and neither climate- nor herbivory-mediated selection seems strong enough to keep both species as divergent lineages. In the S. germanicus-S. ovatus system the evolutionary trajectories are not assumed to lead to an extinction of either species. Rather, a patchily distribution of pure and hybrid populations is expected from the results.
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Hybridisierung legt häufig die evolutionären Pfade nahe verwandter Arten fest und kann zum einen zur Bildung neuer Arten und zum anderen zu einer Verringerung der Artdiversität durch genetische Überschwemmung (Introgression) oder Verschmelzung von Sippen führen. Die zentraleuropäischen Vertreter des Senecio-nemorensis-Syngameons, S. germanicus, S. ovatus und S. hercynicus, sind vertikal ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Hybridisierung legt häufig die evolutionären Pfade nahe verwandter Arten fest und kann zum einen zur Bildung neuer Arten und zum anderen zu einer Verringerung der Artdiversität durch genetische Überschwemmung (Introgression) oder Verschmelzung von Sippen führen. Die zentraleuropäischen Vertreter des Senecio-nemorensis-Syngameons, S. germanicus, S. ovatus und S. hercynicus, sind vertikal vikariierende Arten die in ihren Überlappungsgebieten miteinander hybridisieren. In der vorliegenden Dissertation werden die folgenden drei Punkte zu Konsequenzen von Hybridisierung bei den drei Arten beleuchtet: Erstens wurden unter Verwendung eines populationsgenomischen Ansatzes das Ausmaß der Hybridisierung zwischen S. hercynicus und S. ovatus und mögliche natürliche Selektionsregime entlang von vier Höhentransekten im Nationalpark Bayerischer Wald (Bayern, Deutschland) untersucht. Zweitens wurden Transplantationsexperimente durchgeführt, um Unterschiede im Befraß zwischen reinen Arten und ihren künstlich erzeugten F1-Hybriden durch Herbivoren entlang eines Höhengradienten zu testen. Schließlich wurden die im Feld beobachteten Ergebnisse mittels Food-Choice-Experimenten unter kontrollierten Laborbedingungen überprüft und mögliche Zusammenhänge zwischen Fraß und Gehalt an chemischen Abwehrstoffen (Pyrrolizidinalkaloide und Gerbstoffe) untersucht. Unter dem ersten Punkt konnten wir eine fortgeschrittene introgressive Hybridisierung entlang des gesamten Transekts feststellen. Die meisten Individuen konnten der Rückkreuzungsklasse in Richtung S. ovatus zugeordnet werden und es waren nur wenige S. hercynicus-ähnliche Genotypen vorhanden. Obwohl es Hinweise auf eine klima-vermittelte divergente Selektion gibt, scheint diese Kraft nicht stark genug zu sein, um die beiden biologischen Arten zu erhalten. Während des Transplantationsexperiments hat sich gezeigt, dass S. hercynicus zudem durch Herbivorie stärker geschädigt wird als S. ovatus. Es gab jedoch auch Anzeichen für eine erhöhte Anfälligkeit des Letzteren gegenüber niedrigeren Temperaturen in für S. hercynicus typischen Höhenlagen. Im Gegensatz dazu zeigte S. germanicus im Verhältnis zu S. hercynicus geringen durch Herbivoren verursachten Schaden und im Verhältnis zu S. ovatus geringen Blattflächenverlust durch Verwelken. In den Food-choice-Experimenten konnten die im Feld beobachteten Ergebnisse teilweise bestätigt werden. Es konnte gezeigt werden, dass sobald vier Blattscheiben der verschiedenen Sippen (Elternarten und reziproke Hybride) den Mollusken vorgesetzt wurden, der selektive Fraß, der zwischen den reinen Sippen auftrat, kompensiert wurde. Hybride waren weder anfälliger noch resistenter als ihre entsprechenden Elternarten. Ein Zusammenhang zwischen Fraß und Gehalt chemischer Abwehrstoffe konnte nur teilweise gezeigt werden. Gerbstoffe hatten jedoch keinen Effekt auf den Konsum durch Mollusken. Schlussfolgernd weisen alle Ergebnisse der vorliegenden Arbeit daraufhin, dass S. hercynicus von S. ovatus im Bayerischen Wald verdrängt wird und weder klima- noch herbivorie-vermittelte Selektion stark genug ist um beide Arten als divergente Linien zu erhalten. Im S. germanicus-S. ovatus System lassen die evolutionären Pfade das Verschwinden einer der beiden Arten nicht vermuten. Anhand der hier diskutierten Ergebnisse wird eher eine ungleichmäßige Verteilung von Rein- und Hybrid-Populationen angenommen.
Metadaten zuletzt geändert: 25 Nov 2020 23:30
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