Das Projekt "Pjylogeography and conservation genetics of mouse lemurs (Microcebus spp.)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Zoologie durchgeführt. Intraspecific genetic differentiation, desentangle the historic and recent processes of genetic differentiation, estimate range sites, document human disturbances and vulnerability of lemurs to these. Taxonomic classifications, test of phylogeographic hypotheses.
Das Projekt "Population Genomics of Diapause Phenotypes in European Ips typographus Using High-Throughput RADseq" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz durchgeführt. Der exakte physiologische und somit reproduktive Zustand zum richtigen saisonalen Zeitpunkt ist ein entscheidender Faktor für das Überleben einer Insektenpopulation. Um dies zu bewerkstelligen haben Insekten eine genetisch vorprogrammierte Periode, welche Diapause genannt wird, entwickelt. Mit Hilfe der Diapause werden die einzelnen Stadien synchronisiert. Der genetische Hintergrund der Diapause soll beim europäischen Buchdrucker mittels Genomanalyse untersucht werden. Ein Anstieg der Temperatur hat schnellere Entwicklungsraten beim Buchdrucker und durch vermehrte Generationen pro Jahr größerere forstwirtschaftliche Schäden zur Folge. Die Genomanalyse Double Digest Restriction Site Associated DNA Sequencing ddRADSeq wird hier verwendet, um 1) die genetische Grundlage der nicht obligaten vs. der obligaten Diapause und 2) die europäischen I. typographus Populationen in Bezug auf Diapauseverhalten zu untersuchen. Öko-physiologisch definierte Individuen, welche unter exakten Temperaturbedingungen herangezogen werden, werden mittels ddRADSeq untersucht. Diese Analyse soll Information zur genetischen Basis des Diapauseverhaltens liefern. Da das Diapauseverhalten eine sehr komplexe Eigenschaft ist, kann nur eine Genomanalyse und somit die Analyse einer sehr hohen Anzahl an Loci Auskunft über dieses Verhalten geben. Die Loci, welche in Bezug auf das Diapauseverhalten einer Selektion unterliegen, werden in Folge bei der Analyse der europäischen Populationen herangezogen um lokale Unterschieden festzustellen. Diese Studie wird neben demographischen Ereignissen auch einen Einblick auf phänotypische Struktur zeigen - somit eine Abschätzung der obligat bzw. nicht obligat diapausierenden Käfer bringen.
Das Projekt "Evolution von Artdiversität durch Hybridisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wien, Institut für Botanik durchgeführt. Spektakuläre Beispiele für explosive Artbildung bzw. Radiation in der Evolution Höherer Pflanzen finden sich bei formenreichen und expandierenden Sippen-Aggregaten. Unsere Arbeitshypothese ist, dass nicht nur Differenzierung, sondern auch Hybridisierung auf Diploid- und Polyploidstufen innerhalb von solchen Aggregaten wesentlich sind und hybridogene Artbildung, öko-geographische Radiation und Biodiversität fördern. Unser Modell für die Verifizierung dieser Arbeitshypothese ist die Gattung Achillea (Schafgarben, Compositae-Anthemideae) mit etwa 120 Arten. In einer ersten Radiationsphase im westlichen Eurasien hat die Gattung ihren Lebensraum bis in die Wüsten und Hochgebirge erweitert, wobei neben formenreichen, diploid/polyploiden, hybridisierenden und weitverbreiteten Sippen-Aggregaten (z.B. A. millefolium agg., A. nobilis agg. oder A. ptarmica agg.) auch formenverarmte und isolierte diploide Arten mit schrumpfenden Arealen (z.B. A. grandifolia, A. ligustica oder A. ageratum) entstanden sind. Bereits verfügbare morphologische, phytochemische und cytogenetische Befunde geben zusammen mit neuen Daten aus der Kern- und Plastiden-DNA Hinweise auf die verwandtschaftlichen Zusammenhänge. Diese Studien sollen weitergeführt und durch detaillierte DNA- und Genom-Analysen (besonders AFLP, Mikrosatelliten, FISH; in Zukunft auch QTL) sowie andere multidisziplinäre Ansätze (z.B. PC-gestützte Morphometrie, phytochemische Bioessays, Ökoindikation) ergänzt werden. Damit hoffen wir Beweise für die vermutete Entstehung hybridogener Arten mit verbesserten Anpassungsmerkmalen sowie vermehrter Konkurrenzkraft und Ausbreitungsfähigkeit zu erbringen. Schon jetzt legen vorläufige multidisziplinäre Befunde (AFLP etc.) an mitteleuropäischen 2x- und 4x-Arten von A. millefolium agg. nahe, dass aus zwei öko-geographisch stark 'eingeengten', regressiven und partiell isolierten Ausgangsarten drei weitere, wesentlich 'erfolgreichere' und aggressive Arten durch Hybridisierung entstanden sind (Figs. 5-7). Vergleichbare Prozesse waren offenbar auch bei der Ausbreitung des A. millefolium-Komplexes von Eurasien nach Nordamerika im Spiel, wo in einer zweiten Radiationsphase viele neue Lebensräume von der Meerküste bis über die Waldgrenze erobert wurden. Wir beabsichtigen erste Analysen an diesen nordamerikanischen 4x- und 6x-Populatonen sowie an der wahrscheinlich ebenfalls hybridogenen 6x-Kleinart A. millefolium s.str. In einer dritten Expansionsphase der Gattung und mit Hilfe des Menschen ist diese Sippe weltweit zu einem aggressiven Unkraut geworden. Der innovative Aspekt unseres Projektes zur Evolution Höherer Pflanzen liegt also darin, mit allen heute verfügbaren Methoden zur Frage nach der Bedeutung der Hybridisierung für die Bildung neuer Sippen und ihrer adaptiven Merkmale sowie für öko-geographische Radiation, Expansion und Phylogeographie beizutragen.
Das Projekt "Phylogeograpie von Pityogenes chalcographus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz durchgeführt. Ein Beispiel für Rassendifferenzierung bei Borkenkäfern ist Pityogenes chalcographus L. welcher Picea spp. befällt und in fast ganz Europa anzutreffen ist. Mitte der 70iger konnte die Gruppe um E. Führer dieses Phänomen durch Kreuzungsversuche und morphologischen Analysemethoden aufzeigen. Allopatrische Weibchen wurden zum Teil von Männchen abgelehnt und Kreuzungen zwischen skandinavischen und alpinen Rassen ergaben geringere Nachkommen, die aber Heterosis aufwiesen - also eine höhere Fitness und daher höheres epidemisches Potential aufwiesen. Weiters zeigten die Hybriden eine signifikant höhere Anzahl an polyploiden Spermien. Es wird angenommen, daß die postglaziale Evolution für die Rassenbildung bei P. chalcographus verantwortlich ist. Diese ist bei P. chalcographus eng mit der des Wirtsbaumes P. abies verbunden. P. abies hatte drei Refugialgebiete: Dinarische Alpen, Carpathische Alpen und das Gebiet nördlich von Moskau - Kostroma. Es ist wahrscheinlich, daß P. chalcographus dieselben Refugialgebiete und auch dieselben Remigrationsrouten hatte. Doch bis heute ist die Phylogeographie dieses Borkenkäfers noch nicht untersucht worden. Daher hat dieses Projekt zwei Ziele 1. Kreuzungsversuche mit skandinavischen und alpinen Populationen als auch kleinräumige Kreuzungsversuche innerhalb zentraleuropäischer Populationen - ähnlich der Versuche von E. Führer. Die Populationen, als auch die F1 soll danach auf diverse Fertilitätsparameter, morphologische Paramter als auch Spermapolyploidien untersucht werden. Dieses Ziel soll die Verteilung der europäischen Rassen im Vergleich zu den Studien von E. Führer untersuchen Das 2. Ziel ist es, Mikrosatelliten (diploid - Genotypen) und mitochondriale COI, COII AND ND (maternale - Haplotypen) Marker anzuwenden, um die phylogeographische Verteilung der europäischen Populationen zu untersuchen. Diese soll zeigen, ob die Rassen mit spezifischen Haplo-/Genotypen korrelieren und ob die Verteilung der Haplo-/Genotypen ihre postglaziale Geschichte widerspiegelt. Diese Daten sollen mit den Daten des Wirtsbaumes aber auch mit anderen Borkenkäferdaten verglichen werden. Die genetischen Daten sollen auch eine Abschätzung über die genetische Diversität der Populationen aber auch des Genflusses zwischen den Populationen geben.
Das Projekt "Multivariate classification, biogeography and phylogeographical analysis of Pannonian steppe grasslands" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Integrative Naturschutzforschung durchgeführt. Die Steppenrasen des Pannonischen Beckens sind Lebensraum für zahlreiche seltene Tier- und Pflanzenarten und stellen einen bedeutenden Beitrag zur Biodiversität Europas dar. Vegetations-geschichtlich betrachtet waren Steppen im Verlauf des Quartärs in weiten Teilen Europas die meiste Zeit über die vorherrschende Formation. Inwieweit diese zeitliche Kontinuität der Steppen auch auf ihre Artenzusammensetzung zutrifft, ist allerdings unklar. Meist wird angenommen, dass ein Großteil der wärmeliebenden Arten, welche heute in den pannonischen Steppenrasen vorkommen, den Höhepunkt der letzten Eiszeit in Refugien nahe dem Schwarzen Meer überdauert hat und erst gegen Ende der Eiszeit oder im frühen Holozän in das zentrale Pannonikum zurückgewandert ist. Andererseits haben einige Autoren vermutet, dass zumindest einige wärmeliebenden Steppenarten die Eiszeit an den warmen Südhängen der die pannonische Tiefebene umgebenden Mittelgebirge überdauert haben könnten.
Das beantragte Projekt verfolgt deshalb die folgenden sich gegenseitig ergänzenden Ziele: (1) eine Klassifikation aller pannonischen Steppenrasen unter Verwendung von multivariaten Methoden und einem supra-nationalen Netzwerk von Vegetationsaufnahmen; (2) die Identifikation von Mustern der regionalen Artenvielfalt, der genetischen Vielfalt und von Zentren des Endemismus, die Analyse des Erklärungswerts von ausbreitungs-historischen versus rezent-ökologischen Faktoren für die beobachteten Diversitätsmuster, und die Validierung potenzieller eiszeitlicher Refugien mit Hilfe von populationsgenetischen Analysen von repräsentativen Vertretern der verschiedenen Steppenrasentypen. Zusätzlich zu den phylogeographischen Mustern werden auch die infraspezifischen genetischen Diversitätsmuster Einblicke in die Migrationsrouten erlauben, welche rezente Populationen mit wahrscheinlichen Refugialgebieten verbinden.