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The genetic basis of parallel edaphic adaptation during the rapid radiation of New Caledonian Diospyros
Florian Robert Schmidt
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Joint-Masterstudium Evolutionary Genomics and Systems Biology
Betreuer*in
Ovidiu Paun
DOI
10.25365/thesis.79067
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-15094.68782.233079-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Adaptive Radiationen bieten einzigartige Möglichkeiten zur Untersuchung ökologischer Diversifikation. Während adaptive Radiationen bereits bei Tieren erforscht wurden, um die Interaktionen zwischen Ökologie und Adaption besser zu verstehen, mangelt es an umfassend vergleichbaren Studien bei Pflanzen. Ozeanische Inseln, die eine Vielzahl von adaptiven Radiationen beherbergen, können als natürliche Labore für die Erforschung natürlicher Selektion dienen. Besonders die Pazifik-Inselgruppe Neukaledonien ist für ihre Biodiversität bekannt. Eine ausgeprägte Geographie, Geologie sowie Artenvielfalt haben entscheidend zur explosiven Radiation der Pflanzen-Gattung \textit{Diospyros} (Ebenaceae) beigetragen, wobei in den letzten 9 Millionen Jahren 24 endemische Spezies entstanden sind. Mehrere Spezies dieser Radiation haben sich unabhängig in ähnlichen ökologischen Nischen adaptiert, insbesondere auf ultramafischem Gestein. Die Aufklärung der genetischen Grundlagen solcher parallelen Adaptationen kann wertvolle Einblicke in die Mechanismen liefern, die die Diversität in adaptiven Radiationen vorantreiben. Diese Studie beschäftigt sich mit Ganzgenomanalysen und populationsgenetischen Tests, um Selektionen in ultramafisch-adaptierten Spezies zu identifizieren. Besonderes Augenmerk lag auf den wiederholt adaptierten Genen der Spezies in ultramafischem Gestein. Unsere Ergebnisse zeigen umfassende Adaptionen hinsichtlich Schwermetall-Toleranzfunktionen. Eine Ausnahme stellt \textit{D. rufotomentosa} dar, die entweder als Generalist fungiert oder sich durch pleiotrope Gene angepasst hat. Zudem wurden mehrere Genkandidaten in Verbindung mit ultramafischen Adaptionen als mehrfach adaptiert identifiziert. Obwohl die Ergebnisse auf nicht unabhängigen Vergleichen basieren, ist eine weitergehende Forschung unerlässlich.
Abstract
(Englisch)
Adaptive radiations present exceptional opportunities to study ecological diversification. While considerable attention has been given to adaptive radiations in animals to understand the interplay between ecology and adaptation, research on plant systems remains insufficient. Oceanic islands, with their high concentration of adaptive radiations, serve as natural laboratories for studying natural selection. Among them, the Pacific island group of New Caledonia is particularly renowned for its biodiversity. The island's distinctive geography, geology, and species richness have fostered an explosive radiation of the plant genus \textit{Diospyros} (Ebenaceae), resulting in 24 endemic species during the last 9 My. Multiple species of the radiation have independently adapted to similar ecological niches, most notably to ultramafic soils. Identifying the genetic basis of such parallel adaptations can provide valuable insights into the mechanisms driving diversity in adaptive radiations. To investigate selection in ultramafic-adapted species, this thesis employed whole-genome scans and population genetic tests, with a focus on genes repeatedly adapted to this challenging soil type. Our findings reveal extensive adaptation in functions related to heavy-metal tolerance. One exception was \textit{D. rufotomentosa}, which may either be a generalist or may have adapted via pleiotropic genes. Moreover, several candidate genes associated with ultramafic adaptation were identified as repeatedly adapted, although these findings are limited to non-independent comparisons, rendering further research necessary.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Evolution Adaptive Radiation Populationsgenetik Parallele Adaption Diospyros Genomik
Schlagwörter
(Englisch)
Evolution Adaptive Radiations Population Genetics Parallel Adaptation Diospyros Genomics
Autor*innen
Florian Robert Schmidt 
Haupttitel (Englisch)
The genetic basis of parallel edaphic adaptation during the rapid radiation of New Caledonian Diospyros
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
ix, 49 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Ovidiu Paun
Klassifikation
42 Biologie > 42.21 Evolution
AC Nummer
AC17617838
Utheses ID
77246
Studienkennzahl
UA | 066 | 220 | |