Projekti / Programi
Filogenomika adaptive radiacije podzemnih rakov
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.03.01 |
Naravoslovje |
Biologija |
Zoologija in zoofiziologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.06 |
Naravoslovne vede |
Biologija |
adaptivna radiacija, postranice, ekologija, evolucija, podzemne vode, jame, podzemno
Raziskovalci (7)
Organizacije (1)
Povzetek
Znanstvena izhodišča. Adaptivna radiacija (AR) je eden najkompleksnejših in najbolj spektakularnih modelov s katerim lahko pojasnimo biotsko raznovrstnost. V širšem smislu predstavlja AR hitro, obsežno speciacijo iz enega samega prednika, ki jo spremlja ekološka diverzifikacija. Model obravnava eko-evolucijsko dinamiko v različnih prostorsko-časovnih okvirih in vključuje vsa osrednja evolucijska in ekološka vprašanja. V programu obravnavamo tri najsodobnejše smeri raziskav AR. Prvič, kako splošne in pogoste so AR? Simpson sicer trdi, da so počelo večine življa, a prepričljivih dokazov za to trditev. Drugič, kakšne so okoliščine za njihov nastanek? Teoretično so AR posledica interakcije med notranjimi in zunanjimi dejavniki, t.j. med evolvabilnostjo vrste in neizkoriščenimi ekološkimi viri. Divergenco vrst domnevno sproži medvrstna kompeticija. In tretjič, kako predvidljiv je potek AR? Nastanek ekološke raznolikosti vrst glede na izkoriščenje habitata, trofično specializacijo in razvoj spolnega dimorfizma je lahko nenaključen. Večina raziskav AR je potekala v prostorsko in časovno dobro definiranih sistemih, npr. na otokih, jezerih. Raziskave na območju celin so redke. Za ekstremna okolja tovrstnih raziskav še ni. S preučevanjem rakov slepih postranic (rod Niphargus) kot modela, želimo zapolniti to vrzel in preveriti AR v podzemnem okolju, na območju celotne Evrope. Dolgo je veljalo, da v podzemlju ni dovolj ekoloških priložnosti za začetek AR in da je podzemna favna zgolj evolucijska slepa veja. Šele nedavne študije so pokazale nasprotno. Predvidevamo torej, da je prav specializacija na podzemno okolje tista ključna novost (ang. key innovation), ki je omogočila dostop do "podzemnih ekoloških možnosti". Naše dosedanje eko-evolucijske raziskave potrjujejo, da Niphargus izpolnjuje vse tri zahteve za opredelitev AR: monofilijo, obsežno speciacijo in ekološko raznolikost, zaradi česar je odličen kandidat za testiranje modela AR. Cilji in vprašanja. Speleobiološke teorije bomo razširili s splošno teorijo AR, da omogočimo pridobitev mehanistične razlage za vse-celinsko diverzifikacijo rodu Niphargus in hkrati rigorozno preizkusimo splošnost AR hipotez na modelnem sistemu iz ekstremnega okolja. Pomemben cilj je povsem razrešena filogenija rodu na osnovi filogenomskih podatkov. Posvetili se bomo štirim vprašanjem: 1) Ali lahko model AR razloži izvor in diverzifikacijo podzemnih organizmov? Evidentiranje AR v ekstremnem okolju bi služilo kot dokaz o njeni splošni prisotnosti. 2) Na katerih mehanizmih temelji AR? Raziskali bomo, ali in v kolikšni meri notranji (spolni dimorfizem) in zunanji (ekološki) dejavniki napovedujejo začetek AR. 3) Ali ekološka raznolikost zmanjšuje medvrstno kompeticijo in tako veča lokalno vrstno bogastvo? 4) Ali se AR razvijajo stopenjsko? Predvidevamo, da je ekološka diferenciacija napreduje v sosledju: divergenca glede na izrabo mikrohabitatov - trofična divergenca. Podatki, metode in raziskovalna ekipa. Večina vzorcev je že nabranih. Uporabili bomo filogenetske primerjalne metode, ekološko modeliranje in simulacije. Za filogenomiko bodo zadolženi predvsem zunanji izvajalci. V raziskovalni ekipi so štirje izkušeni in uveljavljeni raziskovalci, ki se dopolnjujejo pri izvedbi filogenetskih analiz, makroekološkega modeliranja in analiz evolucije znakov. Načrtujemo tudi mednarodno sodelovanje. Predvideni rezultati in relevatnost raziskave. Raziskava bo prispevala k boljšemu razumevanju AR in pojasnila eko-evolucijsko dinamiko v podzemlju. Rezultati in metodološki pristopi se predvidoma nanašajo tudi na druga ekstremna okolja (npr. morske globine). Razpoložljivi podatki bodo spodbudili nadaljnje raziskave podzemnih voda, vključno z analizo filogenetske in funkcionalne raznovrstnosti in ogroženostjo vrst, ter razvojem "DNA barkoding" sistema oz. monitoringom vrst.
