Der Genmix in den Zellen eines Organismus ist nicht nur eine Anleitung zum Aufbau der Zellen. Es ist auch ein Geschichtsbuch aller DNA-Kreuzungen zwischen Eltern. Manchmal sind die Eltern unterschiedliche Arten und neue DNA dringt in das Genom ein. Yao Li und Kollegen glaubten, dass die Wahrscheinlichkeit einer Hybridisierung je nach Klima variiert. Sie untersuchten die Genome zweier ostasiatischer Cerris-Eichen (Quercus acutissima und Q. chenii), um die Hypothese zu testen, dass Das warme Klima des mittleren Pliozäns förderte die Hybridisierung, während das kühle Klima des Pleistozäns die Fremdbestäubung einschränkte.
Die Botaniker wollten untersuchen, wie sich Hybridisierungszonen im Laufe der Zeit bewegen. Da die klimatischen Bedingungen variieren, sollten sich auch die Verbreitungsgebiete der Pflanzen ändern. Während die sich zurückziehenden Pflanzen lokal aussterben würden, würden einige ihrer Gene in ihren hybriden Nachkommen zurückbleiben. Das Studium der richtigen Pflanzen könnte eine Aufzeichnung vergangener Fremdbestäubung aufdecken.
Li und Kollegen wählten Eichen für das Experiment. Sie stellen in dem Artikel fest, dass Eichen hilfreich sind, um die natürliche Hybridisierung zu untersuchen, da sie häufig Gene austauschen, ohne die Artintegrität zu stören. Es gibt auch viele Eichenarten in Ostasien mit über 100 Arten. Das Team hat gewählt Q. acutissima und Q. chenii zu untersuchen, da es sich um Schwesterarten handelt, die sich vor zehn bis dreißig Millionen Jahren voneinander getrennt haben. Diese Zeitspanne bedeutet, dass sie mindestens seit dem Miozän interagieren.
Li und Kollegen machten sich daran, die Wechselwirkung zwischen den beiden Arten aus dem mittleren Pliozän vor etwa drei Millionen Jahren zu untersuchen. Das Team untersucht Nukleare Mikrosatelliten die Pflanzen von der väterlichen und mütterlichen Seite ihrer Vorfahren geerbt haben. Sie untersuchten auch Chloroplasten-DNA, die nur auf dem mütterlichen Weg vererbt wurde. Sie kombinierten dies mit fossilen Beweisen, Nischenmodellierung und Bayes'scher Clustering-Analyse, um den Genfluss in vergangenen Epochen zu rekonstruieren.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die derzeitige genomische Mischung ostasiatischer Cerris-Eichen auf die Auswirkungen des pliozänen und pleistozänen Klimas zurückzuführen ist. Dies unterscheidet sich von den in Europa gefundenen Ergebnissen, wo Weißeichen in ihrer Hybridisierung durch den letzten Glazial-Interglazial-Zyklus eingeschränkt waren. Li und Kollegen kommen zu dem Schluss: „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Hybridisierungsgeschichte zwischen Schwesterarten, die in Gebieten vorkommen, die weniger von Vergletscherungen betroffen sind, komplexer ist als die für Arten, die durch den pleistozänen Klimawandel ernsthaft bedroht sind. Die Auswirkungen des vorquartären Klimas sollten insbesondere bei der Erforschung des alten Genflusses zwischen in Ostasien beheimateten Arten berücksichtigt werden.“
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Li, Y., Zhang, X., Wang, L., Sork, VL, Mao, L. und Fang, Y. (2021) „Einfluss des pliozänen und pleistozänen Klimas auf die Hybridisierungsmuster zwischen zwei eng verwandten Eichenarten in China, ” Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mcab140
