Während Arten ein nützliches Konzept in der Biologie sind, kann es schwierig sein zu sagen, wo eine Art beginnt und eine andere endet. Dies kann noch schwieriger sein, wenn Arten hybridisieren. Zhiqiang Lu und Kollegen haben das Problem von untersucht Untersuchung eines Haselartenkomplexes. in Annals of Botany, kommt ihre neue Studie zu dem Schluss, dass es vier Cluster gibt, die als Arten bezeichnet werden könnten. Aber die Hybridisierung hat ihre Spuren in ihrer genetischen Ausstattung hinterlassen.
Hybridisierung kommt in vielen Pflanzengemeinschaften vor. Es kann als evolutionäre Abkürzung dienen, indem es die genetische Vielfalt erhöht. Nach der Vermischung der Gene radikal unterschiedlicher Eltern können die Nachkommen Mischungen zwischen den beiden Extremen herstellen und neue ökologische Nischen erschließen. Diese neuen Populationen können dann neue Arten bilden oder sich mit einem Elternteil rückkreuzen. Das Verständnis der Hybridität kann helfen, die Evolutionsgeschichte einer Pflanzenpopulation zu enträtseln.
Lu und Kollegen untersuchten einen Komplex chinesischer Haselarten (Corylus chinensis-Corylus fargesii). Sie beprobten 322 Bäume nördlich und südlich des Jangtse in Zentralchina.
„Da Nüsse und Kerne für die taxonomische Identifizierung wichtig sind, haben wir in dieser Studie zunächst 219 Exemplare mit Nüssen und Kernen, die im Feld gesammelt wurden, für morphologische statistische Analysen verwendet“, schreiben Lu und Kollegen. „Insgesamt wurden schließlich 17 Merkmale verwendet. Anschließend wurden statistische Analysen der morphologischen Merkmale durchgeführt und phänotypische Cluster wurden durch Hauptkomponentenanalyse (PCA) mit der Software PAST 3.0 identifiziert.“
Diese Daten zu den physikalischen Eigenschaften der Pflanze wurden mit der Genotypisierung kombiniert. Die Botaniker fanden heraus, dass es nicht notwendig war, jeden einzelnen Baum zu sequenzieren. „Da die meisten Individuen aus derselben Population immer dieselben Sequenzen ohne Variationen innerhalb der Population hatten, haben wir nicht alle 322 Bäume aus den 44 Populationen sequenziert. Insgesamt haben wir 260 Bäume für drei DNA-Fragmente sequenziert. Wir haben 520 cpDNA (matK und rbcL) und 538 ITS-Sequenzen (einschließlich geklonter Sequenzen) erhalten und die Sequenzdaten durch manuelle Korrektur mit MAGA v5 abgeglichen.“
Neben den Pflanzen untersuchte das Team auch Klimadaten. Die Analyse der Bedingungen, unter denen die Pflanzen gewachsen sind, könnte dabei helfen, ihre Nischen aufzudecken. Ihre Ergebnisse kollidierten mit dem, was zuvor in China über Hasel gedacht wurde.
„Unsere statistischen Analysen morphologischer Merkmale ergaben vier Cluster, die größtenteils nicht mit früheren Klassifikationen übereinstimmen“, schreiben Lu und Kollegen. „Zum Beispiel umfasst Cluster A Populationen, die den beiden Sorten von C. chinensis zugeschrieben werden, während einige Populationen, die zuvor als ursprüngliche Sorte von C. chinensis identifiziert wurden, auch in Cluster B und C platziert wurden, zusammen mit den zuvor als ursprüngliche Sorte identifizierten C. fargesii oder Var. latifolia. Diese neuen phänotypischen Cluster wurden statistisch durch das Aussehen der Rinde, die Merkmale von vier Hochblättern, die Blattbreite, das Verhältnis von Blattlänge zu -breite, die Anzahl der Seitennerven, die Länge des Blattstiels, den Fruchtstandsschaft, das Verhältnis von Länge zu Breite der Nuss und die Behaarung an der Spitze der Nuss abgegrenzt , von denen die meisten bei früheren Artabgrenzungen nicht berücksichtigt wurden.“
Diese Analyse wurde durch die genetischen Daten bestätigt, die drei Cluster identifizierten und ein vierter möglicherweise mit einem benachbarten Cluster rückgekreuzt wurde.
Die Wissenschaftler schreiben auch, dass es nachvollziehbare Unterschiede in ihren physischen Standorten gab. „Interessant ist auch, dass die vier phänotypischen Cluster eine große Nischendifferenzierung zeigten. Vier Cluster zeigten eine vollständige oder teilweise geografische Isolation mit disjunkter oder weitgehend allopatrischer Verteilung. Die geografische Isolation sollte stark zur Inter-Cluster-Isolation der aktuellen Verteilungen beigetragen haben. Obwohl sich die Verbreitungsgebiete von Cluster C und Cluster D überschnitten, waren ihre bevorzugten Höhen unterschiedlich, was zu einer reproduktiven Isolation, aber nicht zu einer vollständigen Isolation führen kann. Daher waren Nischendifferenzierungen zwischen jedem Paar der vier Cluster deutlich.“
Die Ergebnisse zeigen, dass die Vielfalt der Hasel in China das Ergebnis wiederholter Hybridisierung ist. Haselnuss im heutigen China ist eine Momentaufnahme eines sich verändernden Musters der Besiedlung, Vermischung und Differenzierung. Die Autoren hoffen, weiter untersuchen zu können, inwieweit geografische und genetische Barrieren diese Haselarten hervorgebracht haben.
