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Senecio carniolicus als Modellorganismus für Arten mit sympatrisch verbreiteten Zytotypen

Sara Fössinger

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Peter Schönswetter

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DOI

10.25365/thesis.9204

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29520.08999.900554-0

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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Selbstinkompatibilität, Polyploidie und Hybridzone sind Begriffe, die in letzter Zeit das Interesse wissenschaftlicher Forschung immer stärker auf sich ziehen. Beim Thema Selbstinkompatibilität hat man sich von der ursprünglichen Vorstellung gelöst, dass eine Art nur entweder selbst- oder fremdbestäubt sein kann und man spricht immer mehr von flexiblen Fortpflanzungssystemen (Barrett, 2003). Polyploidie ist ein Phänomen, dem eine besondere Bedeutung in der Entwicklungsgeschichte zahlreicher Pflanzen- und einiger Tierarten zukommt. Es ist belegt, dass 75% der Höheren Pflanzen in ihre Entwicklungsgeschichte polyploide Vorfahren hatten (Soltis & Soltis, 1999; Otto & Whitton, 2000). Kommen mindestens zwei Ploidiestufen (Zytotypen) gemeinsam im selben Gebiet vor, spricht man von sympatrischen Populationen. Den Kontaktbereich zwischen Zytotypen beizeichnet man als Hybridzone. Diese haben einen besonderen Stellenwert in der Forschung, weil hier Hybriden auftreten können und man jene Phänomene, die bei der Bildung neuer Ploidiestufen wirksam werden, untersuchen kann. Mit Senecio carniolicus wurde eine alpine Asteraceae als Versuchspflanze gewählt, welche früher als rein hexaploid angesehen wurde (Favarger, 1964). Erst kürzlich stellte sich heraus, dass sowohl diploide, tetraploide als auch hexaploide Individuen mit großer Häufigkeit vorkommen (Suda et al., 2007). Oft findet man zwei oder drei Zytotypen gemeinsam auf ein und demselben Hang vor. Auffällig ist, dass trotz der räumlichen Nähe kaum Hybriden zwischen den Zytotypen gefunden werden (Suda et al., 2007), was auf eine starke Selektion gegen diese schließen lässt. Selbstbestäubung stellt eine von mehreren möglichen Erklärungsversuchen dar. Das Ziel der durchgeführten Versuche war, genauere Informationen über das Fortpflanzungssystem von S. carniolicus, einem Beispielorganismus für einen Polyploidkomplex mit sympatrisch vorkommenden Zytotypen zu erhalten. Dies sollte durch den Vergleich des Samenansatzes zwischen selbst- und fremdbestäubten Individuen im Experiment festgestellt werden. Da die Versuche aufgrund methodischer Probleme scheiterten, wurde auf indirektem Weg durch Feststellung der Pollen/Ovule Ratio (Anzahl der Pollenkörner pro Eizelle in einer Blüte) nach Hinweisen auf das Bestäubungssystem gesucht. So konnten außerdem Rückschlüsse auf die Anzahl der nicht reduzierten Pollenkörner gewonnen werden. Es wurde auch gezeigt, dass sich die Zytotypen entlang des Höhengradienten verteilen. Weiters konnte festgestellt werden, dass die Pollenkorngröße kein zuverlässiges Indiz für den Zytotyp der Mutterpflanze darstellt. Die vorliegende Arbeit liefert nur einen kleinen Einblick in die Welt von S. carniolicus. Es stellen sich noch viele Fragen und weitere Forschung ist anzustreben. In einem groß angelegtem Forschungsprojekt wird derzeit am Botanischen Institut der Universität Wien die phylogenetische Herkunft der Zytotypen von S. carniolicus, sowie deren Isolationsmechanismen untereinander erforscht (Schönswetter, Hülber, Sonnleitner, Flatscher, Weiss-Schneeweiss, Schneeweiss, Suda, Álvarez). Diese Arbeiten werden einen Beitrag zur Klärung jener Fragen liefern, die im Rahmen meiner Arbeit nicht beantwortet werden konnten.

Abstract

(Englisch)

In the last few years much research has been conducted on topics such us self-incompatibility, hybrid zones and polyploidy. We chose Senecio carniolicus, a perennial alpine Asteraceae, as our model organism. The species was previously believed to be exclusively hexaploid while recently the existence of altogether three main cytotypes (diploids, tetraploids and hexaploids) was discovered. The different cytotypes often coexist in the same area; nevertheless hybrids are almost nonexistent. Unfortunately, part of the planned experiment was not realizable, because the plants suffered from the changed environmental conditions after bringing them from their natural habitat to the experimental garden in Merano. Therefore we carried out some more work in the lab with fixed material and used these results following Cruden’s hypothesis that the breeding system of a species can be determined from the pollen/ovule ratio. Furthermore, it was possible to show that different cytotypes occupy different habitats. With this thesis I touched some interesting research-topics, with a lot of unanswered questions. At the Botanical Institute of the University of Vienna a large international research project started in 2008 with the aim to detect the different isolating mechanisms und the origin of the three different cytotypes of S. carniolicus.

Autor*innen

Sara Fössinger

Haupttitel (Deutsch)

Senecio carniolicus als Modellorganismus für Arten mit sympatrisch verbreiteten Zytotypen

Publikationsjahr

2010

Umfangsangabe

IV, 69 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Peter Schönswetter

Klassifikationen

42 Biologie > 42.42 Fortpflanzung, Entwicklung ,

42 Biologie > 42.44 Pflanzengeographie, Pflanzenökologie, Pflanzensoziologie

AC Nummer

AC08128266

Utheses ID

8300

Studienkennzahl

UA | 444 | | |

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Schlagwörter