Eine artübergreifende Untersuchung der genetischen Vielfalt für die Biodiversitäts-Exploratorien
Die genetische Vielfalt ist eine fundamentale Ebene der Biodiversität, die die Evolutionsgeschichte von Populationen widerspiegelt und deren Umweltsensibilität sowie Anpassungspotenzial bestimmt. Sie stellt zudem eine kritische planetare Belastungsgrenze dar; der Erhalt der genetischen Vielfalt innerhalb und zwischen Arten ist ein zentrales Ziel der Biodiversitäts-Konvention. Dennoch gibt es bisher nur wenige groß angelegte und systematische Studien zur genetischen Vielfalt, und es mangelt an Informationen über die Verteilung und Trends der genetischen Variabilität, selbst bei weit verbreiteten Arten. Das Projekt BEGenDiv zielt darauf ab, Muster der genetischen Vielfalt für 90 der häufigsten Pflanzenarten der Exploratorien zu charakterisieren und mögliche Einflussfaktoren dieser Muster, wie die Landnutzungsintensität (LUI) und Umweltfaktoren, zu bewerten. Eine letzte ungelöste Herausforderung in Studien zur genetischen Vielfalt ist die Aggregation genetischer Daten über mehrere Arten hinweg. Wir beabsichtigen, dies durch Simulationen, Tests und die Entwicklung neuer artübergreifender Maßzahlen anzugehen. Die Ergebnisse dieses Projekts könnten die Basis für zukünftige Synthesen bilden und einen Referenzwert für ein genetisches Monitoring liefern, welches Veränderungen der genetischen Vielfalt im Zeitverlauf verfolgt.
Unser Projekt wird die innerartliche genetische Vielfalt für viele der häufigsten Pflanzentaxa in den Exploratorien bewerten, einschließlich 150 Wald-EPs und 50 Grünland-EPs. Wir werden die Konsistenz der wichtigsten Treiber der genetischen Vielfalt über Arten und Habitate hinweg prüfen und die Nützlichkeit der effektiven Populationsgröße als universellen Indikator für genetische Vielfalt unter Berücksichtigung von Artmerkmalen evaluieren. Darüber hinaus werden wir standardisierte, artübergreifende Maßzahlen für die genetische Alpha- und Beta-Diversität entwickeln.
- Hypothese 1 | Die Auswirkungen der Landnutzung auf die genetische Vielfalt hängen von den biologischen Merkmalen (Life-History-Traits) der Pflanzen ab; sie sind bei Arten mit geringer Ausbreitungsfähigkeit und hoher Habitat-Spezialisierung stärker ausgeprägt.
- Hypothese 2 | Die effektive Populationsgröße hängt stark von der Abundanz der Arten, den Genflussdistanzen, dem Sukzessionsstadium und der zeitlichen Kontinuität ab, wobei seltene und spezialisierte Arten kleinere effektive Populationsgrößen aufweisen als häufigere Generalisten.
- Hypothese 3 | Die genetische Vielfalt ist auf Flächen mit größerer Umweltheterogenität und geringerer Bewirtschaftungsintensität höher, sowohl für einzelne Arten als auch auf artübergreifender Ebene.
Wir werden Blattmaterial von den 18 häufigsten Baumarten und den 12 häufigsten Straucharten in allen Wald-EPs sowie von ca. 60 Gras- und Krautarten für alle EPs in einem Exploratorium sammeln. Wir werden eine SNP-Genotypisierung (Single Nucleotide Polymorphism) mittels Gesamtgenomsequenzierung oder ddRAD durchführen, abhängig von Genomgröße und Ploidiegrad. Diese neuen Daten werden standardisiert und mit bestehenden genetischen Daten aus den Exploratorien kombiniert. Darauf aufbauend werden wir artübergreifende Metriken der genetischen Vielfalt testen und entwickeln, mit dem Ziel, diese mit der Landnutzungsintensität und Umweltfaktoren in Verbindung zu bringen.
Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen
