Es wird angenommen, dass die Hybridisierung aufgrund der kurzfristigen Hybridkraft früher Generationen oder des erhöhten evolutionären Potenzials späterer Generationen ein Hauptauslöser für Pflanzeninvasionen ist. Trotz der weit verbreiteten Anerkennung des Zusammenhangs zwischen Hybridisierung und Invasion haben nur wenige Studien tatsächlich getestet, ob die Hybridisierung während der Invasion kurzfristige vs. fortgeschrittene Generationen von Introgression widerspiegelt. Einer der Hauptgründe dafür ist, dass die Identifizierung von Hybriden und ihre Unterscheidung von ihren Elternarten eine gewaltige Herausforderung darstellt.
In einem kürzlich veröffentlichten Editor's Choice-Papier in AoBP, Lachmuth et al. präsentieren eine facettenreiche Analyse des invasiven Wiesen-Flockenblumen-Komplexes, der die genetische Ausstattung von Hybridpopulationen in Nordamerika enträtselt. Wiesen-Flockenblume ist eine fruchtbare Hybride zwischen C. jacea (braune Flockenblume) und C. nigra (schwarze Flockenblume), die mit beiden Elternarten frei rückkreuzen kann. Trotz ihrer Bedeutung als schädliche Unkräuter in den USA wurden Mitglieder dieses Hybridkomplexes bisher nur in Europa untersucht, wo sie heimisch ist, und nicht in Nordamerika, wo sie invasiv ist. Lachmuth et al. Mithilfe von DNA-Sequenzierung wurde die genomische Abstammung von Individuen bestimmt und mit Variationen in Blütenmerkmalen und Genomgröße in Zusammenhang gebracht. Es wurden umfangreiche genomische Hinweise auf Hybridisierung gefunden, die zwar signifikant, aber nicht vollständig mit Blütenmerkmalen und Genomgröße korrelieren. Diese Ergebnisse unterstreichen die weitverbreitete, aber oft schwer zu erfassende Natur der Hybridisierung bei Pflanzeninvasionen. Die Autoren stellen fest: „Die Tatsache, dass Pflanzenarten immer häufiger global transportiert werden, wird zur fortgesetzten Einschleppung invasiver Hybriden in neue Regionen sowie zur Bildung neuer Hybridtaxa führen.“ Dies deutet darauf hin, dass der Zusammenhang zwischen Hybridisierung und Invasionserfolg wahrscheinlich weiterhin ein zentrales Thema für den Schutz einheimischer Arten sowie grundlegend für die Invasions- und öko-evolutionäre Forschung sein wird.
Forscher-Highlight
Susanne Lachmuth hat einen Ph.D. in Ökologie an der Universität Potsdam, Deutschland, und war Assistenzprofessorin für Pflanzenökologie an der Martin-Luther-Universität Halle Wittenberg, wo sie im August 2019 ihre Habilitation abschloss. 2017 besuchte sie das Labor von Prof. Steve Keller an der University of Vermont Erwerben Sie im Projekt Wiesen-Flockenblume Kenntnisse in Bioinformatik und Genomik. Bald wird sie dem Global Change & Biodiversity Lab (Prof. Matt Fitzpatrick) am University of Maryland Center for Environmental Science beitreten.
Der Fokus von Susannes Forschung liegt auf ökologischen Prozessen und der zeitgenössischen Evolution in natürlichen Populationen schrumpfender und invasiver Pflanzen unter anthropogenen Umweltveränderungen. Sie führt Forschung auf mehreren Skalen von der genetischen Variation bis zur Populations- und Verbreitungsdynamik durch und wendet eine Vielzahl von Methoden an, darunter Populationsgenetik, Feldstudien, Garten-, Klimakammer- und Zuchtexperimente sowie ökologische Modellierung.
