Titelaufnahme

Titel
Developmental genetic basis of phenotypic plasticity and morphological divergence within and among cichlid species / vorgelegt von Immanuel Karner
Verfasser/ VerfasserinKarner, Immanuel
Begutachter / BegutachterinSturmbauer Christian
Erschienen2013
Umfang54 Bl. : Zsfassung ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2013
Anmerkung
Zfassung in dt. und engl. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Phänotyp / Plastizität <Physiologie> / Buntbarsche / Phänotyp / Plastizität <Physiologie> / Buntbarsche / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-58033 Persistent Identifier (URN)
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Developmental genetic basis of phenotypic plasticity and morphological divergence within and among cichlid species [1.71 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Phänotypische Plastizität erhält mehr und mehr Aufmerksamkeit unter Evolutionsbiologen, da sie möglicherweise eine Rolle bei evolutionären Prozessen spielt. Es wird angenommen, dass phänotypische Plastizität durch den Mechanismus der Genetischen Assimilation?die Evolution von neuen morphologischen Merkmalen fördert. Buntbarsche bieten ein exzellentes Modell um die Rolle phänotypischer Palstizität in der Evolution zu erforschen, da sie adaptive Radiationen unterlaufen sind. Durch Nahrung induzierte phänotypische Plastizität wurde im unteren Schlundkiefers von A. alluaudi erforscht, ein Generalist, welcher eine basale Line der Viktoriasee Radiation darstellt. Diese Arbeit vergleicht den Grad von nahrungs-induzierter phänotypischer Plastizität im unteren Schlundkiefer, verschiedener Arten. Zum einen wurden dafür Generalisten untersucht, welche primär in Flüssen verbreitet sind und zum anderen hoch spezialisierten Arten welche durch adaptive Radiationen entstanden sind. Jede der Arten wurde in zwei Gruppen geteilt um den Einfluss zweier standardisierter Nahrungen, auf das untere Schlundkiefer vergleichen zu können. Morphologische Plastizität wurde mit Hilfe linearer und geometrischer Morphometrie analysiert. Die Genexpression von wurde mit Hilfe quantitativer echt-Zeit PCR untersucht. A. alluaudi, A. burtoni und H. ishmaeli zeigten morphologische Unterschiede zwischen den beiden Gruppen. Hierbei zeigte A. alluaudi den höchsten Grad an Plastizität, gefolgt von A. burtoni und H. ishmaeli. Dasselbe Muster ergab die Analyse der Kandidaten-Gene. Wir stellten fest dass phänotypische Plastizität bei Arten am höchsten ist welche keine adaptive Radiation durchgemacht haben und als Generalisten gelten. Daraus lässt sich schließen, dass anzestrale phänotypische Plastizität der genetischen Assimilation unterlag. Die Entstehung alternativer Phänotypen in Verbindung mit genetischer Assimilation könnte den Grundstein adaptiver Radiationen der ostafrikanischen Buntbarsche gelegt haben.

Zusammenfassung (Englisch)

Phenotypic plasticity receives increasing interest from evolutionary biologists due to its putative role in evolutionary processes. Plasticity might promote the evolution of morphological novelty. Through secondary restriction of the plasticity, new specialized species occupying respective niches may arise. Cichlids have undergone adaptive radiation, potentially due to plasticity in basal lineages. Therefore they represent excellent models for studying the role of phenotypic plasticity in evolutionary processes. Diet-induced phenotypic plasticity has been studied in the lower pharyngeal jaw (LPJ) of the cichlid A. alluaudi. This study investigated the degree of phenotypic plasticity in the LPJ induced by diet, amongst an array of cichlid species, ranging from riverine generalists to lacustrine specialists that are part of adaptive radiations. Five species were included in our study, split in two groups, which compared the influence of two standardized diets that differed only in the mechanical robustness. Morphological plasticity was investigated using linear and geometric morphometrics. The expressions of candidate genes were investigated using qRT-PCR. Three of the five species displayed levels of plasticity namely A. alluaudi, A. burtoni and H. ishmaeli. A. alluaudi displayed the highest degree of morphological plasticity of all species studied, followed by A. burtoni, and H. ishmaeli. Accordingly, the expression of candidate genes also displayed highest variability in A. alluaudi, followed by A. burtoni and H. ishmaeli. Thus, this study shows that phenotypic plasticity is highest in species that did not undergo adaptive radiations. Therefore, my findings indicate that ancestral phenotypic plasticity in the LPJ underwent events of genetic assimilation in several lineages. By providing alternative jaw morphologies and thus trophic niches for these lineages, genetic assimilation contributed to the rapid adaptive radiation of East African cichlids.