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Floral evolution in the sarracenioid clade (Actinidiaceae, Roridulaceae and Sarraceniaceae) of Ericales
Stefan Löfstrand
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium NAWI Bereich Lebenswissenschaften (Dissertationsgebiet: Biologie)
Betreuer*in
Jürg Schönenberger
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30114.34032.963364-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Familien Actinidiaceae, Roridulaceae und Sarraceniaceae bilden eine phylogenetisch klar umschriebene monophyletische Gruppe (sarracenioids) innerhalb der Asteridenordung Ericales. Mit ihrer Schwestergruppe den ericoids, bestehend aus Clethraceae, Cyrillaceae und Ericaceae, bilden die drei sarracenioiden Familien die sogenannten core Ericales. Den Actinidiaceae werden die Gattungen Actinidia, Clematoclethra und Saurauia zugeordnet, die Roridulaceae bestehen aus der einzigen, protokarnivoren Gattung Roridula und die Sarraceniaceae umfassen die drei karnivoren Gattungen Darlingtonia, Heliamphora und Sarracenia. Bevor molekulare Klassifikationen in die Systematik einbezogen wurden, wurden die sarracenioiden Familien weder mit anderen Taxa der Ericales assoziiert, noch als untereinander nahe verwandt betrachtet, da sie sich auffällig in ihrer Wuchsform, in ihrer Nährstoffaufnahme und in ihrem oberflächlichen Blütenbau unterscheiden. Um die Diversität der Blüten analysieren und die Evolution der Blütenmerkmale in dieser Gruppe rekonstruieren zu können, wurden eine detaillierte, vergleichende Studie der Blütenstruktur (Chapter II), ein Studie der Blütenontogenie (Chapter III) sowie eine molekularphylogenetische Analyse mit Rekonstruktion der Merkmalsevolution (Chapter IV) durchgeführt. In Chapter II werden die folgenden Merkmale als synapomorph für die Untersuchungsgruppe identifiziert: proximal verdickte Kronblätter, Polystemonie, Samenanlagen mit einer Hypostase im Nucellus, im Blütengewebe auftretende Vesikel mit kondensierten Tanninen und das Vorkommen von Iridoid-Verbindungen in den Blättern. Das Auftreten von Raphiden und Schleimzellen im Blütengewebe, eine sekretorische innere Epidermis des Gynoeciums, und das Fehlen von synlateralen Gefäßbündeln im Ovar, zählen zu potentiellen Synapomorphien für die aus den Actinidiaceae und Roridulaceae bestehende monophyletische Untergruppe. In Chapter III werden spiral initiierte Perianthorgane und Polystemonie basierend auf Ringprimordien mit alternipetalen leading stamens als synapomorph für die sarracenioiden Familien identifiziert. Die Analysen in Chapter IV unterstützen die jeweilige Monophylie der drei Familien sowie aller Untergruppen und Gattungen. Im Weiteren werden innerhalb der Gattung Saurauia zwei geographisch abgegrenzte Abstammungslinien identifiziert. Die Merkmalsrekonstruktionsanalysen bestätigen die in Chapter II für die sarracenioids identifizierten Synapomorphien (verdickte Petalen, Polystemonie, Hypostase). Dasselbe gilt für die in Chapter II vorgeschlagenen Synapomorphien für die monophyletische Gruppe, die aus Actinidiaceae und Roridulaceae besteht.
Abstract
(Englisch)
The sarracenioid families (Actinidiaceae, Roridulaceae and Sarraceniaceae) form a strongly supported clade in the asterid order Ericales. Together with its sister clade (the ericoids; consisting of Clethraceae, Cyrillaceae and Ericaceae), the sarracenioids constitute the so-called core Ericales. Actinidiaceae comprise Actinidia, Clematoclethra and Saurauia, Roridulaceae consists of the single, proto-carnivorous genus Roridula, and Sarraceniaceae are composed of the three carnivorous genera Darlingtonia, Heliamphora and Sarracenia. In pre-molecular classifications, the sarracenioids were often neither affiliated with other ericalean taxa nor were they considered closely related with each other as they differ conspicuously in their habit, way of nutrient uptake and superficial floral structure. In order to analyse floral diversity and infer floral evolution in the clade, a detailed comparative study of floral structure (Chapter II), a study of floral development (Chapter III) and a molecular phylogenetic analysis with ancestral state reconstructions of floral traits (Chapter IV) are presented. Chapter II indicates the following characters as synapomorphic for the sarracenioids: proximally thick petals, polystemony, ovules with a nucellar hypostase, vesicles that appear to contain condensed tannins in floral tissue, and the presence of iridoid compounds in leaves. For the subclade of Actinidiaceae–Roridulaceae, potential synapomorphies include the presence of raphides and mucilage cells in floral tissue, a secretory inner surface in the gynoecium and the absence of synlateral vasculature in the ovary. Chapter III indicates spirally initiated perianth organs and polystemony based on ring primordia with alternipetalous leading stamens as synapomorphic for the clade. Chapter IV strongly supports the monophyly of all sarracenioid families, subclades and genera. Additionally, two distinct geographical lineages are identified in Saurauia. The ancestral state reconstructions further support proximally thick petals, polystemonous androecia, and the presence of a nucellar hypostase as synapomorphic for the sarracenioids. Furthermore, all synapomorphies proposed for the Actinidiaceae–Roridulaceae clade in Chapter II are supported.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
anatomy flower development flower evolution histology molecular phylogenetics morphology
Schlagwörter
(Deutsch)
Anatomie Blütenentwicklung Blütenevolution Histologie Molekulare Phylogenie Morphologie
Autor*innen
Stefan Löfstrand
Haupttitel (Englisch)
Floral evolution in the sarracenioid clade (Actinidiaceae, Roridulaceae and Sarraceniaceae) of Ericales
Paralleltitel (Deutsch)
Blütenevolution bei Actinidiaceae, Roridulaceae und Sarraceniaceae (Ericales)
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
145 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Peter Endress ,
Erik Smets
AC Nummer
AC12641727
Utheses ID
34437
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 437 |