Aquatic Ecology & Evolution

Fische sind die artenreichste Wirbeltiergruppe, sie sind Hauptakteure in aquatischen Ökosystemen, liefern verschiedene Ökosystem-Dienstleistungen und reagieren stark auf Umweltveränderungen. Wir untersuchen ihre Ökologie, Evolution and ihre Erhaltung. Wir untersuchen die Vielfalt der Fische in morphologischen Charakteristika und deren Genetik und Genomik bis zu der Vielfalt an Artzusammensetzungen in verschiedenen Seen und ihre Veränderungen und deren Folgen für Ökosysteme. Uns interessiert ganz besonders das Entstehen von endemischer Vielfalt innerhalb bestimmter Ökosysteme, wie z.B. die explosive Artbildung der Buntbarsche der afrikanischen Seen und die Radiation von Felchen in den Seen rund um die europäischen Alpen. Unsere Forschungsgruppe an der Universität Bern wird von Ole Seehausen geleitet, aber Ole leitet auch das Departement Fischökologie und Evolution am Eawag Zentrum für Ökologie, Evolution and Biogeochemie, Kastanienbaum, wo vier weitere Forschungsgruppen zu Hause sind, die alle mit dem IEE (Institut für Ökologie und Evolution) assoziiert sind. Die Arbeit des Eawag Departements ist motiviert durch das Ziel zu der einsetzenden Synthese zwischen Evolutionsbiologie und Ökosystem-Biologie beizutragen. An der Eawag in Kastanienbaum ist auch der Sitz der Fischereiberatungsstelle FIBER, die eng mit uns zusammenarbeitet. Forscher der Abteilung Wirbeltiere des Naturhistorischen Museums Bern, NMB, sind ebenfalls Teil unserer Abteilung.

News

"Good science has to be open, diverse and inclusive"

Tomorrow, 11 February, is the International Day of Women and Girls in Science, an initiative supported by UNESCO encouraging women and girls to pursue a career in science and promoting diversity in research.

How giants became dwarfs

Pooja Singh recently published together with Michael Taborsky and Katie Peichel a paper on the genetic sex determinism mechanism in a Lake Tanganyika cichlid, Lamprologus callipterus, which has two types of males: giant, territorial males that collect empty snail shells in which the females of this species spawn their eggs, and tiny dwarf males - even smaller than the females - that fit into the snail shells to attempt to fertilize the eggs from inside the shell. Read more about the story on this link.

Seven new species of whitefish described in Central Switzerland

Oliver Selz and Ole Seehausen have identified ten species of whitefish in the lakes of the Reuss river system. Of these, seven have been described as distinct species for the first time – although in two cases this required inspection of specimens from historical collections, since eutrophication of lakes in the 20th century also led to the extinction of fish species in Central Switzerland. Read more about it on this link!

Paper - Introgression from extinct species facilitates adaptation to its vacated niche

David Frei published the first paper of his PhD thesis on speciation and its genomics in alpine whitefish. In Lake Constance, an endemic profundal whitefish species went extinct during a period of anthropogenic eutrophication. In the process of extinction, this species hybridized with three surviving whitefish species of Lake Constance, resulting in introgression of genetic variation that is potentially adaptive in deep-water habitats. The results are consistent with the syngameon hypothesis, proposing that hybridization between members of an adaptive radiation can promote further niche expansion and diversification. Furthermore, these findings demonstrate that introgression from extinct into extant species can be a source of evolvability enabling rapid adaptation to environmental change and may contribute to the ecological recovery of ecosystem functions after extinctions.

NatComm - A functional vulnerability framework for biodiversity conservation

Conor published a paper in Nature Communications together with a large group of international researchers on a new tool to quantify the vulnerability of species communities. This framework also incorporates uncertainty and reference conditions into a generalizable tool. Combined with future ecosystem risk assessment studies, this tool should help decision-makers identify management priorities and guide protection efforts where they are most needed.

PRSB - Climate, immigration and speciation shape terrestrial and aquatic biodiversity in the European Alps

Luiz and many colleagues from Eawag, WSL, NMBE and the IEE discuss the relative contribution of immigration, speciation and extinction to the assembly of biodiversity in island-like habitats. They detect biogeographic and genetic signatures associated with two mechanisms, namely (i) a glacial species pump where isolation in glacial refugia accelerates allopatric speciation and (ii) adaptive radiation in underused adaptive zones during ice-free periods. A high proportion of the endemic Alpine biodiversity is very young making it very vulnerable to climate change. The mechanisms and consequences of species loss will likely differ for different species groups with different evolutionary history.

NatComm - Genomic architecture of adaptive radiation and hybridization in Alpine whitefish

Rishi and many colleagues from our research group recently published one of his PhD chapters in Nature Communications. They address questions revolving around the roles of the genomic architecture and hybridization in the Alpine whitefish radiation, using a whole-genome dataset that includes multiple individuals of each of the 22 species belonging to six ecologically distinct ecomorph classes across several lake-systems. The results reveal that repeated ecological and morphological diversification along a common environmental axis is associated with both genome-wide allele frequency shifts and a specific, larger effect, locus. They further highlight the role of introgression between species from different lake-systems in facilitating the evolution and persistence of species with unique trait combinations and ecology.

photo of Pooja Singh by Christian Dinkel

Interview with Pooja Singh - The genome of 100'000 African species will be decoded

Africa is home to a large part of the world's biodiversity. Many species are native only to this continent. So far, the genome of only a tiny proportion of them has been decoded, but this is an important prerequisite for their protection. The large-scale African BioGenome Project, in which Eawag researchers are also involved, now aims to change this.

PRSL - Genetic architecture of adaptive radiation across two trophic levels

In most young fish radiations, transitions between invertivory and herbivory are unusual. Haplochromine cichlid fish of the African Great Lakes are exceptional in this regard. Lake Victoria was colonized by an insectivorous generalist and in less than 20 000 years, several clades of specialized herbivores evolved. Ecological transitions in either direction require many traits to change in a concerted fashion, which could be facilitated if genomic regions underlying these traits were physically linked or pleiotropic. However, linkage/pleiotropy could also constrain evolvability. Anna and Ole investigated components of the genetic architecture of a suite of traits that distinguish invertivores from algae scrapers by QTL mapping based on a second-generation hybrid cross. There were indeed indications of linkage/pleiotropy within trait complexes. However, QTLs for distinct traits were distributed across several unlinked genomic regions. Thus, a mixture of independently segregating variation and some pleiotropy may underpin the rapid trophic transitions.

Interview with Wyss Academy Prof. Margaret Owuor

An interview with Prof. Dr. Margaret Owuor ahead of the 2022 UN Biodiversity Conference:
Margaret Owuor, Professor for Integrative Biodiversity Conservation Science at the Wyss Academy for Nature, knows all too well that policy statements and declarations for conservation are being decided on a global level. Which is one of the reasons why the scientist wants to see such issues broken down to the local level. With this strategy she intends to empower communities in her native Kenya. Which in turn could contribute to the goal of an ecosystem-based management approach.

JEB - Multispecies colour polymorphisms associated with contrasting microhabitats in two Mediterranean wrasse radiations

Sarya, Ole and colleagues studied Mediterranean wrasses of the tribe Labrini which evolved two species radiations each harbouring several species with a brown and a green morph. The colour morphs occur in complete sympatry in mosaic habitats with rocky outcrops and Neptune grass patches. With genome-wide data for almost all Labrini species, we show that species with colour polymorphisms are distributed across the phylogeny, but show evidence of hybridization. This suggests that the colour morphs are either ancient and have been lost repeatedly, that they have evolved repeatedly or have been shared via hybridization.

PRSL - Competition among small individuals hinders adaptive radiation despite ecological opportunity

Ontogenetic diet shifts, where individuals change their resource use during development, are the rule rather than the exception in the animal world. Hanna studied the effects of competition among juveniles on the likelihood of an adaptive radiation to arise using a size-structured consumer-resource model and the adaptive dynamics approach.

Nature - Africa: sequence 100,000 species to safeguard biodiversity

Ole together with a number of colleagues published a Comment in Nature advertising a new project called "The African BioGenome Project (AfricaBP)". Africa had been left out of global genomics efforts so far. The AfricaBP is an effort to sequence the genomes of 105'000 endemic species (plants, animals, fungi, protists, and other eukaryotes). The project has three main goals: improve food systems, improve consrvations and improve sharing of data and benefits.

JMS Prize Winner 2022 - Catalina Chaparro

Congratulations to Catalina Chaparro-Pedraza for receiving the John Maynard-Smitz Prize of the European Society for Evolutionary Biology (ESEB) in 2022!

Anna Feller wins faculty prize for best PhD thesis 2021!

Many congratulations to Anna for winning the faculty prize for best PhD thesis in biology in 2021 at University of Bern! Her thesis is entitled "On the genetic architecture of an adaptive radiation". She studied the genetic architecture of various traits such as head morphology, colour traits and sex determination in Lake Victoria cichlids that form one of the most spectacular adaptive radiations.

NEE - Genomic variation from an extinct species is retained in the extant radiation following speciation reversal

Nearly a hundred year old tissue samples from Lake Constance have enabled David, Rishi, Oli, Ole, and Philine to compare genetic material of an extinct whitefish species with that of extant co-occurring species. Their investigation showed that fragments of the genome of the extinct species have survived in today’s species. This could potentially facilitate the recolonization of the currently not occupied deep-water habitat.

Virus Evolution - Chlorovirus evolution is characterized by strong selection and high mutation suppl

Cas, Philine, and colleagues studied the evolutionary change of Paramecium bursaria chlorella virus 1 during experimental coevolution with its algal host across six experimental replicates and found single nucleotide polymorphisms (SNPs) at sixty-seven sites. The occurrence of genetic variants was highly repeatable and three genes showed an excess of variable sites, providing new information about potential targets of selection during Chlorella–Chlorovirus coevolution. The data indicated that the studied populations were not mutation-limited and experienced strong positive selection and with that highlighted relevant processes governing the evolution of aquatic large dsDNA viruses.

Ecology Letters - The enrichment paradox in adaptive radiations: Emergence of predators hinders diversification in resource rich environments

Traditionelle Theorien sagen voraus, dass sich die Diversifizierungsrate im Laufe einer Radiation verlangsamt, weil freie Nischen besetzt werden. Unklar ist jedoch der Einfluss der im Laufe einer Radition neu entstehenden Nischen. Catalina und Ole gingen dieses Problem aus theoretischer Perspektive an, indem sie eine Kombination aus analytischen und numerischen Techniken auf der Grundlage eines öko-evolutionären Modells einer diversifizierender Gruppe verwendeten. Sie fanden, dass die Auswirkung der Evolution von Intraclade-Konsumenten auf die Radiation von der Produktivität des Systems abhängt. Hochproduktive Systeme ermöglichen zwar eine frühe Entwicklung von intra-clade Konsumenten, beherbergen aber im Vergleich mit weniger produktiven Ökosystemen schlussendlich weniger artenreiche Radiationen.

Zusammenfassender Bericht des "Projet Lac" publiziert!

Der Synthese-Bericht zum "Projet Lac" wurde heute publiziert. Dieser fasst die Arbeit von über 10 Jahren zusammen, in denen 35 peri-alpine Seen in der Schweiz und im angrenzenden Ausland das erste mal quantitiv befischt wurden. Dies resultiert in einem fantastischen Inventar zu den Fischen der alpinen Region. Neben diversen Neu- und Wiederentdeckungen von (teils) ausgestorben geglaupten Arten ergab die Studie ein besonders bemerkenswertes Resultat. Nämlich die Erkenntnis, dass die grossen und tiefen Seen aussergewöhnliche reiche Fisch-Biodiversität haben, weil sie die artenreichen Warmwasser- und die artenreichen Kaltwasser-Faunen in einer einzigartigen Kombination vereinen: Die Kombination von kalten, tiefen und gut mit Sauerstoff versorgten Seen mit geographischer Nähe zu den südeuropäischen Eiszeit-Refugien von Warmwasserfischen hat zu einer biogeographischen "Hybrid-Gemeinschaft" geführt, wo die Warmwasser-Arten die flache Litoralzone bevölkern und die Kaltwasser-Arten dominieren das offene Wasser und die tieferen Zonen (das Galapagos für Kaltwasserfische). Es ist diese "Hybrid Fauna", welche den Artenreichtum erklärt, gleichzeitig erklärt es auch Verletzlichkeit viele dieser Arten gegenüber Klimawandel und Seeverschmutzung.

Scientific Reports - The emerging vertebrate model species for neurophysiological studies is Danionella cerebrum, new species (Teleostei: Cyprinidae)

Lukas and colleagues found that the emerging model species in neurophysiology is a new species called Danionella cerebrum. They describe it based on both morphological as well as molecular Data. All five known species of the genus Danionella are tiny, transparent fishes of only 1-1.5cm length and are textbook examples for the link between miniaturization via developmental truncation and evolutionary morphological novelty.

Paper - A subterranean adaptive radiation of amphipods in Europe

Ole hat an einem Projekt von Kollegen der Universität Ljubljana, Slowenien, welche die unterirdische adaptive Radiation von Amphipoden aus der Gattung Niphargus, mitgearbeitet. Diese Gattung zählt hunderte Arten! Der Ursprung diese Radiation fällt mit der Entstehung eines Kalkmassifs im Südosten Europas zusammen, welches vor 15 Millionen Jahre entstand.

Paper – Genomic consequences of domestication of the Siamese fighting fish

Bisher ist es nur in BioRXiv deponiert, aber hat trotzdem schon Beachtung in den Medien gefunden, zum Beispiel sogar in der New York Times. Lukas Rüber und viele Kollegen aus Europe, den USA und Singapur haben das Genom von Betta splendens entschlüsselt und auch von anderen Arten dieses Komplexes einschliesslich der domestizierten Kampffisch. Sie haben herausgefunden, dass das Züchten und die Domestikation mit 1000 Jahren eine viel längere Geschichte hat als gedacht. Ausserdem haben sie auch gefunden, dass im Prozess der Domestikation das Geschlechtsbestimmungsystem dieser Art radikal verändert wurde.
Die BioRXiv Seite enthält auch links zu den Artikeln in den Medien wie The Atlantic und der New York Times.

The Scientist - Hybrid animals are not nature's misfits

Die Wissenschaftsjournalistin Ashley Yeager hat in der Zeitschrift “The Scientist” einen schönen Artikel über den Paradigmenwechsel in unserem Verständnis über die Rolle, die zwischenartliche Hybridisation in der Evolution von Biodiversität spielt, geschrieben. Darin beschreibt sie unter anderem auch unsere Arbeit im Zusammenhang mit Hybridisation in Viktoriasee-Buntbarschen.

NEE - Correlational selection in the age of genomics

David published a review in Nature Ecology & Evolution together with colleagues from around a dozen other institutes worldwide on correlational selection where both natural and sexual selection operate on combinations of traits. They present theory and empirical findings and synthesize current knowledge and discuss promising research approaches that will enable us to understand how correlational selection shapes genomic architecture.

Review zur Ökologie und Genomik der invasiven Stichlinge im Bodensee

Invasive Arten können interessante Modelle zum Studium von Evolution in natürlichen Systemen sein. Dreistachlige Stichlingen haben in den letzten ungefäh 150 Jahren weite Teile des Schweizer Mittellandes besiedelt und gelten im Bodensee als invasiv. Cameron und Kollegen der Eawag und der Universität Bern, welche in den letzten 10 Jahren daran gearbeitet haben, besprechen die historische Herkunft und die genomische Basis dieser Invasion und auch die ökomorphologische Variation der Stichlinge im Bodenseegebiet.

Zookeys - Eine taxonomische Revision der Felchen des Thuner- und des Brienzersees

Nach 16 Jahren Forschung über die Ökologie und Evolution der prä-alpinen Felchen der Schweiz publizieren nun Oli, Carmela, Pascal und Ole eine Revision des taxonomischen Status der Felchen des Thuner- und des Brienzersees, welche auch die Beschreibung von vier neuen Arten enthält. Eine ähnliche Arbeit ist für die Seen entlang der Reuss (Sarnersee, Vierwaldstättersee, Sempacher- und Zugersee) bereits in Arbeit.

Nature - The ecological and genomic basis of explosive adaptive radiation

Anhand der Analyse einer Phylogenie von allen 1700 beschriebenen Buntbarsch-Arten Mit Genom-Analysen von 100 Buntbarsch-Arten und ganzer Genome von 100 Buntbarschen endemisch im Viktoriasee, beschreiben Matt, Ole, David und Joana gemeinsam mit Kollegen in Tansania, Uganda und den USA frappante Unterschiede in Geschwindigkeit und Häufigkeit der Artbildung von Buntbarschen. Ihre Analysen zeigen Die Forschenden zeigen, dass Viktoriasee-Buntbarsche ein Vielfaches schneller Diversifzieren als die meisten anderen Buntbarsche und dass der Austausch von Erbgutvarianten zwischen bestehenden Arten die Bildung neuer Arten massiv beschleunigt, sofern die ökologischen Bedingungen stimmen.

MolEcolRes - A denovo chromosome-level genome assembly of a Swiss Alpine whitefish

Um die Evolution von Organismen zu verstehen, wie sie sich an neue Lebensräume anpassen und wie neue Arten entstehen, ist es wichtig die DNA Sequenzen von verschieden Individuen und Organismen miteinander vergleichen zu können. Im besten Fall hat man hierfür artspezifische genetische Ressourcen zur Verfügung. Referenzgenome, also der komplette genetische Code eines Organismus, sind hierbei die wohl nützlichste Ressource. Allerdings, ist es auch eine Herausforderung eine solches Referenzgenome zu erstellen, da viele Genome gross und komplex sind. Um genetische Untersuchungen an den diversen Felchenarten, welche sich in den letzten 10-15 tausend Jahren entwickelt haben, zu unterstützen, haben Rishi und Kollegen ein Referenzgenom von einem Schweizer Balchen aus dem Thuner See erstellt. Unsere Genomsequenz ist von hoher Qualität und stellt die komplette und geordnete DNA Sequenz für alle Felchenchromosomen dar. Diese Genomsequenz wird zukünftige Projekte ermöglichen, welche darauf abzielen, zu verstehen wie sich Felchen mit unterschiedlichen physischen und Verhaltensmerkmalen auch genetisch unterscheiden und wie sich solche Unterschiede entwickeln.

ABCD Konferenzen für integrative und nachhaltige Wissenschaft

ABCD: All continents, balanced gender, low carbon transport and diverse backgrounds - alle Kontinente, ausbalancierte Geschlechterverhältnisse, Transport mit geringem CO2 Ausstoss und verschiedene Hintergründe. Diese Kriterien sollten die wissenschaftlichen Konferenzen der Zukunft formen. Ein Kommentar in der wissenschaftlichen Zeitschrift Nature Ecology & Evolution.

ProcRSocB - Genetic architecture of a key reproductive isolation trait differs between sympatric and non-sympatric sister species of Lake Victoria cichlids

Anna Feller hat kürzlich ihr erstes paper ihrer Doktorarbeit in Proceedings of the Royal Society über die genetische Architektur von Merkmalen, die in die reproduktive Isolation von Viktoriasee Buntbarsch Schwesterarten involviert sind, publiziert. Sie hat hunderte von Hybriden phänotypisch und genetisch analysiert und zeigt damit, dass die genetische Architektur von Merkmalen, welche die Partnerwahl mitbestimmen, auch mitbestimmen, ob bzw welche Arten in Sympatrie koexistieren können und welche nicht. Wenn solche Merkmale von nur wenigen Genen mit starkem Effekt bestimmt sind, dann ist Sympatrie möglich. Wenn diese Merkmale hingegen von vielen Genen mit jeweils geringem Effekt bestimmt sind, dann dürfte das gemeinsame Vokommen in Sympatrie nicht möglich sein. Dies deutet auch darauf hin, dass die genetische Architektur von Merkmalen, die einene Einfluss auf die reproduktive Isolation haben und damit mitbestimmen, ob schnelle Artbildung möglich ist, auch mitbestimmen, ob hoher lokaler, sympatrischer Artenreichtum möglich ist.

NatureComm - The coincidence of ecological opportunity with hybridization explains rapid adaptive radiation in Lake Mweru cichlid fishes

Joana, Ole und Kollegen haben eine Studie in Nature Communications publiziert, in welcher sie testen, was eher zu einer adaptiven Radiation in neue ökologische Nischen führt: Isolation von anderen evolutionären Linien (reduzierte Konkurrenz) oder Kontakt zwischen verwandten evolutionären Linien mit Hybridisierung, welche die genetische Variation in der Population erhöht? Dazu untersuchten sie mehrere Buntbarsch Radiationen, die bis dahin unbekannt waren. Die grössere biotische Isolation im Bangweulusee könnte weniger Einschränkungen durch Konkurrenz bedeuten, aber keine der dort vorhandenen evolutionären Linien hat mehrere Arten gebildet. In der Nähe im Mwerusee, wo verwandte Linien von einem anderen Flusssystem zusammenkommen und hybridisiert haben, haben alle hybridisierenden Linien neue, mehrere Arten gebildet. Die Autoren schliessen daraus, dass in diesem System die Hybridisierung, durch welche grosse Mengen genetischer Variation generiert wurden, wichtiger war, als reduzierte Konkurrenz durch nahverwandte Arten.

ProcRSocB - Ecological opportunity shapes a large Arctic charr species radiation

Ökologische Opportunität oder Chance wird meist als wichtiger Faktor für eine adaptive Radiation angesehen. Um diese Idee zu testen, Carmela und Kollegen kombinierten dazu genetische, morphologische und ökologische Daten, um Arten und deren ökomorphologische Diversität von Saiblingen in sechs Seen eines Wassereinzugsgebietes im südlichen Grönland zu beurteilen, wo nur Saiblinge und Stichlinge vorkommen. Weil die Diversität der Habitate und die Ressourcen mit der Seegrösse zunehmen, erwarteten sie, dass sie eine positive Assoziation zwischen Seegrösse und ökomorphologischer Diversität der Saiblinge finden würden. Und tatsächlich, im grössten See des Einzugsgebietes beherbergte die grösste Diversität, die man heute kennt. Sie besteht aus sechs genetisch differenzierten Arten, die in fünf Ökomorphen (anadrome Individuen, littoral benthisch, profundale Zwerge, planktivore, piscivore Arten) eingeteilt werden können. Seen von mittlerer Grösse haben zwei ökomorphologisch und genetisch unterscheidbare Arten. Kleine Seeh hingegen haben eine genetisch homogene, aber manchmal ökomorphologisch variable Population. Die Daten ziegen, dass ökologische Opportunität und Artbildung gemeinsam die phänotypische Expansion in dieser Saibling Radiation bestimmen.

Nature Communications - Admixture between old lineages facilitates contemporary speciation in Lake Constance sticklebacks

Anpassung an eine neues Habitat kann dazu führen, dass in kurzer Zeit ein neue Arten entstehen. Wie das genetisch möglich ist, ist aber bisher kaum bekannt. Eine neue Publikation in Nature Communications von David Marques, Kay Lucek, Vitor Sousa, Laurent Excoffier und Ole Seehausen zeigt nun auf, dass die Dreistachligen Stichlinge im Bodensee aus der Hybridisierung zwischen zwei Stichlingsarten aus West- und Osteuropa hervorgegangen sind. Der Austausch von genetischem Material hat innerhalb der osteuropäischen Stichlingsart zur raschen Evolution von Fluss- und Seeökotypen beigetragen, welche nun selbst wie zwei Arten Seite an Seite brüten. Bodensee-Stichlinge, wie auch Viktoriasee-Buntbarsche, zeigen deshalb auf, dass Hybridisierung ein wichtiger genetischer Faktor sein kann für die Entstehung neuer Arten innert kürzester Zeit.
Der Link führt zu einem Blog über die Publikation.

Scientific Reports - A detailed investigation of the visual system of a anemonefish

Sara und ihre Kollegen haben eine sehr detaillierte Untersuchung des visuellen Systems und der visuellen Ökologie des Anemonenfisches Amphiprion akindynos durchgeführt. Die wohl grösste Erkenntnis der Studie ist, dass diese Anemonenfische eine einzigartige Spezialisierung in ihren Augen zeigen. Die Autoren haben gefunden, dass eine kleine separierte Region der Retina von grosser Sehschärfe von Photorezeptoren geformt wird, in denen die Opsine SWS1 (UV) und SWS2B (violett) co-exprimiert sind. Die Autoren denken, dass dieses Arrangement in der Retina den Fischen beim Finden und Erkennen ihrer Wirtsanemonen hilft und beim Erkennen der auffälligen Farbmuster ihrer Artgenossen.

Science Advances - The feedback between selection and demography shapes genomic diversity during coevolution

Schnelle Veränderungen im Genom von zwei eng verbundenen Arten können nicht nur durch Prozesse wie evolutionärer Druck erklärt werden. Gleich wichtig ist die Rolle, die von ökologischen Prozessen gespielt wird, beispielsweise die Dynamiken von Populationsgrössen. Dies wurde nun zum ersten Mal überhaupt experimentell von einem internationalen Team von Forschern gezeigt. In den Experimenten wurden eine Alge und ein Virus, der die Alge befällt, verwendet. Cas, Philine und ihre Kollegen von der Universität Konstanz kombinierten Daten von der Entwicklung der Populationsgrössen der beiden Arten (demographische Prozesse), von der Selektionsstärke und von den genetischen Veränderungen. Sie haben gefunden, dass Anpassungen schnell passierten und immer gleichzeitig. Aber diese Änderungen können nicht nur von bereits existierenden Modellen für Koevolution erklärt werden. Veränderungen in der Populationsgrösse müssen auch beachtet werden.

SCIENCE - A key metabolic gene for recurrent freshwater colonization and radiation in fishes

Seit der letzten Eiszeit haben Stichlinge vom Meer aus viele Flüsse und Seen besiedelt. Genetische Analysen von Forschern der Abteilungen Aquatische Ökologie & Evolution und Evolutionäre Ökologie der Universität Bern und Kollegen von der Eawag und dem National Institute of Genetics in Shizuoka, Japan, haben jetzt gezeigt, dass die Kolonisierung von Süsswasserhabitaten für die Fische nur dank zusätzlicher Kopien eines Stoffwechselgens möglich war.

SCIENCE - Vision using multiple distinct rod opsins in deep-sea fishes

Das Sehen funktioniert bei Wirbeltieren wird mit Licht-sensitiven Photopigmenten erreicht, die aus einem Opsin Protein und einem Chromophoren bestehen. Unter dämmrigen Lichtbedingungen funnktionieren vor allem die sogenannten "Stäbchen", die Rodopsin (RH1) enthalten, um visuelle Information zu erlangen. Die Forscher haben die Genome von 101 Fischarten untersucht und gefunden, dass drei Tiefsee Knochenfisch Linien unabhängig voneinander durch Genduplikationen ihr RH1 Gen Repertoir erweitert haben. Unter diesen treten vor allem die silver spinyfin (Diretmus argenteus) mit der grössten Zahl an visuellen Opsin Genen hervor Sie exprimieren bis zu 14 RH1 Gene, welche den Bereich des Restlichtes in der Tiefe und auch den Wellenlängenbereich Biolumineszen abdecken. Ausserdem werden zusätzliche molekulare und funktionelle Beweise für die wiederkehrende Evoltion von mehreren Rodopsin basiertertem Sehvermögen präsentiert.

TREE - A Combinatorial View on Speciation and Adaptive Radiation

Artbildung wird in der Regel als langsamer Prozess angesehen, wegen der Wartezeit auf Mutationen, welche Inkompatibilitäten verursachen können und welche ökologische Differenzierung oder Differenzierung durch Partnerwahl erlaubt. Fälle von schneller Artbildung und besonders Fälle von schnellen adaptiven Radiationen von mehreren sympatrischen Arten sind immer etwas mysteriös erschienen. Wir besprechen neuere Resultate von Arilbildungs Genomik Studien, welche zeigen, dass eine Gemeinsamkeit aus diesen Fällen auftaucht: der "Wiederzusammenbau" von alter genetischer Variation zu neuen Kombinationen erleichtert schnelle Artbildung und adaptive Radiation. Die Polymorphismen in alten Varianten haben ihren Ursprung oft in Hybridisierungen irgendwann in der Vergangenheit. Wir diskutieren warum sich solche alten genetischen Varianten besonders gut eignen, um schnelle Artbildung zu fördern, und schlagne vor, dass Unterschiede im "Zugang" zu solchen alten Varianten ihren Beitrag dazu beisteuern, dass die Artbildungsraten so unterschiedlich sind in der Natur.

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Agenda

Aquatic Ecology Dr. Eden W. Tekwa - Theories and empirical assessments of diversity and adaptation — from biosphere to society

22 März

Aquatic Ecology @ Eawag, Kastanienbaum Prof. Scott Taylor - Geographically consistent selection on spatial cognition and metabolic function in a moving avian hybrid zone

29 März

Aquatic Ecology @ Eawag, Kastanienbaum Dr. Wenna Ding - The origin and assembly of alpine plants in the Northern Hemisphere

05 April

Aquatic Ecology Excursion block 2 - fish excursion

07 Juni

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