Selektion, Drift und Genfluss prägen die genetische Variation innerhalb und zwischen natürlichen Populationen, und ihre Untersuchung ist wichtig für die Erhaltung und Evolutionsbiologie. Die Zerstörung und Fragmentierung von Lebensräumen wirken sich auf diese Prozesse aus, indem sie die Größe verringern und die Isolation von Populationen erhöhen. Pflanzen in kleinen und isolierten Populationen haben aufgrund erhöhter Inzucht oft eine geringere Leistung als solche in größeren, miteinander verbundenen Populationen. Sie haben eine geringere genetische Variation, ein begrenztes evolutionäres Potenzial und sind stärker durch zufällige Umweltschwankungen bedroht. Infolgedessen haben fragmentierte Populationen ein höheres Aussterberisiko.
Ein kürzlich erschienener Artikel in Annals of Botany präsentiert die Ergebnisse einer Studie über die quantitative genetische Variation innerhalb und zwischen Saxifraga sponhemica Populationen und die Leistung von Pflanzen in einem gemeinsamen Garten, um die folgenden Fragen zu beantworten. (1) Welche relative Bedeutung hatten Drift und Selektion bei der Gestaltung der Verteilung quantitativer genetischer Variation? Gibt es insbesondere Hinweise auf eine adaptive Differenzierung entlang klimatischer Gradienten für die seltene S. sponhemica? (2) Hängen Pflanzenfitness, quantitative genetische Variation, molekulargenetische Variation und Populationsgröße positiv zusammen? (3) Ist die Differenzierung eines Merkmals zwischen Populationen und seine Evolvierbarkeit positiv korreliert?
Walisch, TJ, Colling, G., Bodenseh, M. & Matthies, D. (2015) Divergente Selektion entlang klimatischer Gradienten bei einer seltenen mitteleuropäischen endemischen Art, Saxifraga sponhemica. Annals of Botany 115 (7): 1177-1190.
doi: 10.1093/aob/mcv040
Die Auswirkungen der Habitatfragmentierung auf die quantitative genetische Variation in Pflanzenpopulationen sind noch kaum bekannt. Saxifraga sponhemica ist ein seltener Endemit Mitteleuropas mit einer disjunkten Verbreitung und einem stabilen und spezialisierten Lebensraum in baumlosen Geröllhalden und Klippen. Diese Studie verwendet daher S. sponhemica als Modellart zum Vergleich quantitativer und molekularer Variation, um (1) die relative Bedeutung von Drift und Selektion bei der Gestaltung der Verteilung quantitativer genetischer Variation entlang klimatischer Gradienten zu untersuchen; (2) die Beziehung zwischen Pflanzenfitness, quantitativer genetischer Variation, molekulargenetischer Variation und Populationsgröße; und (3) die Beziehung zwischen der Differenzierung eines Merkmals zwischen Populationen und seiner Evolvierbarkeit. Genetische Variation innerhalb und zwischen 22 Populationen aus dem gesamten Verbreitungsgebiet von S. sponhemica wurde unter Verwendung von RAPD-Markern (zufällig amplifizierte polymorphe DNA) untersucht, und für jeden Standort wurden Klimavariablen erhalten. Samen wurden von jeder Population gesammelt und gekeimt, und Sämlinge wurden in einen gemeinsamen Garten verpflanzt, um die Variation der Pflanzenmerkmale zu bestimmen. Die Ergebnisse legen nahe, dass Studien zur molekularen und quantitativen genetischen Variation ergänzende Erkenntnisse liefern können, die für die Erhaltung seltener Arten wichtig sind. Die starke Differenzierung quantitativer Merkmale zwischen Populationen zeigt, dass Selektion eine wichtige Kraft für die Strukturierung von Variationen in evolutionär wichtigen Merkmalen sein kann, selbst für seltene endemische Arten, die auf sehr spezifische Lebensräume beschränkt sind.
