Embryonic development of natural annual killifish populations of the genus Austrolebias: Evolutionary parallelism and the role of environment.

Embryonalentwicklung natürlicher einjähriger Killifischpopulationen der Gattung Austrolebias: Evolutionäre Parallelität und die Rolle der Umwelt.

Autoren:

Polačik, M., García, D., Arezo, M. J., Papa, N., Schlueb, H., Blanco, D., Podrabsky, J. E., & Vrtílek, M.
2023. Süßwasserbiologie, 00, 1-13.

https://doi.org/10.1111/fwb.14161



ABBILDUNG 2
Beispiel für einen Lebensraum von Austrolebias spp. Allgemeines Erscheinungsbild (a) und eine Nahaufnahme (c) eines überfluteten Pools. Allgemeines Erscheinungsbild (b) und eine Nahaufnahme (d) eines trockenen Pools.

ABSTRACT

Das wiederholte, unabhängige Auftreten desselben Merkmals innerhalb verschiedener phylogenetischer Linien wird als parallele Evolution bezeichnet. Sie ist in der Regel das Ergebnis eines ähnlichen Selektionsdrucks. Einjährige Killifische haben sich an den extremen Lebensraum temporärer Tümpel auf drei Kontinenten angepasst und stellen ein besonders geeignetes System für die Untersuchung grundlegender Prinzipien des evolutionären Parallelismus dar. Wenn die Tümpel austrocknen, überleben die Embryonen der einjährigen Killifische die Trockenphase im Bodensubstrat in einem Stadium der Dormanz, der Diapause. Die Diapause ist ein komplexer Komplex aus drei verschiedenen Entwicklungsstadien, von denen keines obligat ist, was zu einer Vielzahl möglicher Entwicklungsverläufe führt. Während die komplizierte Embryonalentwicklung der Killifische im Labor gründlich untersucht wurde, gibt es kaum Informationen über ihre natürliche Entwicklung. Wir stellten die Hypothese auf, dass die natürliche Entwicklung der einjährigen Killifische weitgehend synchronisiert ist und von den Umgebungsbedingungen abhängt, wie das Beispiel der afrikanischen Gattung Nothobranchius zeigt.

Wir haben wilde Embryonenbanken der südamerikanischen Gattung Austrolebias beprobt, die ihre Diapause unabhängig von der afrikanischen Linie entwickelt hat. Wir haben in zwei aufeinander-folgenden Trockenzeiten Proben entnommen, wobei wir sowohl Längsschnitt- als auch Momentaufnahmen verwendeten, und Transplantationsexperimente durchgeführt, um das Ausmaß der evolutionären Parallelität und die Rolle der Umwelt bei der Embryonalentwicklung von Austrolebias spp. zu bestimmen.

Die wichtigsten Habitatphasen waren durch weitgehend synchronisierte Embryobanken gekennzeichnet. Unterschiedliche jahreszeitliche oder lokale Umweltbedingungen spiegelten sich in einem unterschiedlichen Entwicklungsprofil der Embryobanken wider, was auf ein hohes Maß an Umweltkontrolle schließen lässt.

Wir fanden auffallende Ähnlichkeiten in den Habitatphasen-Embryostadien-Assoziationen zwischen den beiden Linien. Die Diapause in den beiden einjährigen Killifischstämmen stellt ein einzigartiges Beispiel für evolutionäre Parallelität dar, wobei sich die Analogie in sehr engen Details manifestiert. Wir betonen die Ähnlichkeit der Selektionskräfte in den beiden Gattungen trotz der unter-schiedlichen geografischen Herkunft, Klimazonen und umgekehrten Saisonalität. Die immer wieder auftretende strikte Assoziation derselben Entwicklungsstadien mit denselben Lebensraum-bedingungen deutet auf eine begrenzte Anzahl von Entwicklungseinstellungen hin, die zur Bewältigung der gegebenen Umweltherausforderungen eingesetzt werden können.

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[[File:Freshwater Biology - 2023 - Pola ik.pdf]]