Die Rolle epigenetischer Vererbung in schnelle evolutionäre Anpassung von invasiven Pflanzen
KL 1866/10-1, JO 777/8-1
Obwohl der Zeitraum der Besiedelung von invasiven Pflanzenarten in fremden Gebieten relativ kurz ist, wurde eine phänotypische Differenzierung innerhalb der invadierten Gebiete, vor allem entlang von Gradienten geographischer Breite (Klima) nachgewiesen. Diese Differenzierung spiegelt wahrscheinlich eine lokale Adaptation wieder. Da viele Invasionen vermutlich von kleinen Populationen mit begrenzter genetischer Variation ausgegangen sind, stellt sich die Frage nach dem Mechanismus dieser schnellen Adaptation von invasiven Arten. In der Theorie können epigenetische Variation und Vererbung als möglicher Mechanismus zu dieser Adaptation beitragen. Jedoch hat man sich bisher in der Evolutionsökologie empirisch nur wenig mit diesen Mechanismen befasst. Hier schlagen wir vor zu untersuchen, welche Rolle epigenetische Mechanismen bei der schnellen Adaptation invasiver Pflanzenarten spielen. Dazu werden wir ein common-garden-Experiment mit Samenmaterial von Solidago canadensis und S. gigantea, welches entlang von Breitengrad-Transekten innerhalb Deutschlands gesammelt wurde, durchführen. Wir werden ein Mittel zur Demethylierung einsetzen, um mögliche epigenetische Fingerabdrücke zu entfernen. Wir werden mittels AFLP und methylierungssensitiver AFLP Marker genetische und epigenetische Muster entlang von Breitengraden untersuchen. Zudem werden wir in mehreren invasiven und einheimischen Pflanzenarten mittels reziproker Verpflanzungsexperimente, mit und ohne Anwendung eines Demethylierungsmittels testen, welchen Beitrag epigenetische Mechanismen zur lokalen Adaptation leisten.
Publikationen
- , , , , . (2020) Manipulation of cytosine methylation does not remove latitudinal clines in two invasive goldenrod species in Central Europe. Mol Ecol. 2020; 00: 1– 15. DOI: 10.1111/mec.15722
- Herden, J, Eckert, S, Stift, M, Joshi, J, van Kleunen, M (2019) No evidence for local adaptation and an epigenetic underpinning in native and non‐native ruderal plant species in Germany. Ecol Evol. 2019; 9: 9412– 9426. DOI: 10.1002/ece3.5325
- Li J, Du L, Guan W, Yu F-H, van Kleunen M (2016) Latitudinal and longitudinal clines of phenotypic plasticity in the invasive herb Solidago canadensis in China. Oecologia 182:755-764. DOI: 10.1007/s00442-016-3699-x