Ist Hybridisierung der Grund, warum das Qinghai-Tibet-Plateau zur „Wiege der Evolution“ wurde?

Qinghai-Tibet-Plateau

Einen Komplex haben

Geologische tektonische Evolutionsgeschichte

Reiche Landschaftsformen

und veränderten Klimabedingungen

Zur Artdifferenzierung

und die Bildung der Biodiversität

Die Voraussetzungen geschaffen

Nach unvollständigen Statistiken

Das Qinghai-Tibet-Plateau war die Geburtsstätte

Mindestens 1500

12.000 Gefäßpflanzen

Mehr als 20 % der Arten

Endemisch in der Region

Dieses Verhältnis

Höher im Himalaya und im Hengduan-Gebirge

Für eine lange Zeit

Das Qinghai-Tibet-Plateau, die „Wiege der Evolution“

Wie entsteht es?

Evolutionsbiologie

und Ökologie

Wichtige wissenschaftliche Fragen von gemeinsamem Interesse

Kürzlich hat das Team von Professor Liu Jianquan von der Universität Lanzhou die neuesten Forschungsfortschritte zur Artenbildung auf dem Qinghai-Tibet-Plateau systematisch ausgewertet und zusammengefasst. Durch die Kombination detaillierter Beweise erklärten sie die wichtige Rolle der Hybridisierung bei der Entstehung von Pflanzenarten auf dem Qinghai-Tibet-Plateau und gaben einen Ausblick auf zukünftige Forschungsrichtungen auf diesem Gebiet.

Bildquelle: Lanzhou University News Network

Obwohl die geografische Isolation und die Differenzierungsselektion aufgrund unterschiedlicher Lebensräume schon immer als wichtige Triebkräfte für die Artenbildung auf dem Qinghai-Tibet-Plateau angesehen wurden, haben zahlreiche populationsgenomische Analysen ergeben, dass der Genfluss im Artbildungsprozess vieler Pflanzengruppen auf dem Qinghai-Tibet-Plateau allgegenwärtig ist.

Dies kann auf die Verbreitung von Pollen und Samen oder andere Faktoren zurückzuführen sein, die zuvor isolierte Gruppen wieder in Kontakt brachten. Erwähnenswert ist, dass es bei fast allen untersuchten Arten mit hoher Diversität auf dem Qinghai-Tibet-Plateau interspezifische Hybridindividuen und sogar Hybridgruppen gibt, was darauf hindeutet, dass sich viele Arten noch auf dem Weg der Artdifferenzierung befinden. Durch häufige Hybridisierung ergeben sich Möglichkeiten zur Entstehung neuer Arten.

Hybride Artbildung → Bildung neuer Arten → ein wichtiger Mechanismus zur Entstehung der Artenvielfalt, der zwei Methoden umfasst: Allopolyploidie, die durch Polyploidisierung nach Hybridisierung entsteht, und homoploide hybride Artbildung.

Die Ausdehnung und Hebungsgeschichte des Qinghai-Tibet-Plateaus. Bildquelle: Lanzhou University News Network

Vorhandene Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die polyploiden Arten auf dem Qinghai-Tibet-Plateau eine sehr komplexe Evolutionsgeschichte haben, an der oft ausgestorbene „Geisterarten“ beteiligt waren.

Wenn es zudem bei zwei diploiden genetischen Populationen nicht zu einer morphologischen Differenzierung kommt, sondern sie sich als unabhängige Linien entwickeln, ist die von ihnen gebildete Polyploidie oft schwer zu erkennen. Aufgrund dieser Faktoren können polyploide Arten leicht übersehen werden.

Da allopolyploide Arten in immer mehr Pflanzengruppen weit verbreitet sind, legen Studien die Vermutung nahe, dass der Beitrag der Polyploidie zur Artenbildung auf dem Qinghai-Tibet-Plateau möglicherweise unterschätzt wurde.

Mögliche treibende Faktoren für die Entstehung der Artenvielfalt auf dem Qinghai-Tibet-Plateau

Bildquelle: Lanzhou University News Network

Homoploide Artbildung, die Entstehung neuer Arten durch Hybridisierung ohne Veränderung der Chromosomenzahl, gilt als selten und unwahrscheinlich. Allerdings wurde auf dem Qinghai-Tibet-Plateau von mindestens fünf Arten berichtet, die durch homoploide Hybridisierung entstanden sind, darunter Alpenkiefer, Gyantse-Sanddorn, Purpurfichte, Minjiang-Zypresse und Zentrale Tigerhasel. Damit liegt die Zahl der Fälle homoploider Hybridbildung, die in anderen Regionen der Welt gemeldet wurden, höher.

Alpenkiefer

Sanddorn

Minjiang-Zypresse

Picea purpurogena

Bildquelle: Plant Intelligence

Insbesondere erfordert das molekulargenetische Universalmodell zur Bildung homoploider Hybridarten, das vom Forschungsteam im Frühstadium vorgeschlagen und demonstriert wurde, lediglich die Rekombination von mindestens zwei Genen, die die reproduktiven Isolationsmerkmale steuern, um schnell neue Hybridarten zu bilden, was die Bildung homoploider Hybridarten theoretisch erleichtert.

Methoden zur Identifizierung von Schlüsselgenen, die an der parallelen adaptiven Divergenz und Artbildung beteiligt sind

Bildquelle: Lanzhou University News Network

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Isolation, natürliche Selektion und Hybridisierung gemeinsam zur Entstehung einer reichen Artenvielfalt auf dem Qinghai-Tibet-Plateau beitragen könnten.

Das Forschungsteam wies auch auf die Richtung der zukünftigen Entwicklung auf diesem Gebiet hin, nämlich die Notwendigkeit, Populationsgenomik und Molekulargenetik zu nutzen, um Schlüsselgene im Prozess der Artbildung zu identifizieren.

Gleichzeitig ist es notwendig, die molekularen Mechanismen der reproduktiven Isolation, die durch die parallele adaptive Differenzierung verschiedener Arten in den spezifischen Lebensräumen des Qinghai-Tibet-Plateaus verursacht wird, eingehend zu erforschen.

ENDE

Quelle: Lanzhou University News Network Produzent: Ma Lian Herausgeber: Wu Nan

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Tibetische Wissenschaft

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