Het verkennen van massale parallelle evolutie en diversificatie van houtigheid in de Brassicaceae

Flora Graeca

We bestuderen de evolutionaire aspecten van afgeleide houtigheid in de mosterdfamilie Brassicaceae. Het bekendste lid van de mosterdfamilie is Arabidopsis thaliana, een kleine niet-verhoute soort die wordt gebruikt als modelorganisme in veel moleculaire experimenten. Maar de familie, bestaande uit ongeveer 4.000 soorten, herbergt ook ongeveer 400 houtige soorten die allemaal zijn geëvolueerd uit kruidachtige voorouders. Deze zogenaamde 'afgeleide houtige' soorten zijn ontstaan uit ongeveer 100 individuele evolutionaire transities van kruidachtigheid naar houtigheid, wat buitengewoon is voor een enkele familie. In een groot internationaal consortium onder leiding van prof. Klaus Mummenhof en dr. Frederic Lens, bouwt Kasper Hendriks de Tree of Life (ToL) van de familie Brassicaceae om alle evolutionaire overgangen naar houtigheid te identificeren en de impact van houtigheid op de diversificatie van de familie te beoordelen. Een mix van oude herbariumspecimens en geavanceerde DNA-technieken wordt ingezet om deze doelstellingen te bereiken.

Kasper maakt gebruik van een nieuwe hybridisatie-sequentietechniek waarbij ~1.800 fylogenetisch informatieve loci worden getarget voor ongeveer 1.000 soorten Brassicaceae. Dankzij deze nieuwe techniek kan hij zelfs hoogwaardig DNA verkrijgen uit zeldzame Naturalis-herbariumspecimens van meer dan een eeuw oud, wat de noodzaak benadrukt van goed geconserveerde natuurhistorische collecties.

 

Test tubes

De overgang van kruidachtigheid naar houtigheid vond niet overal op aarde plaats, maar in specifieke regio's, zoals op (sub)tropische eilanden, rond de Middellandse Zee, en andere continentale regio's met terugkerende droogtecycli. We zijn niet alleen geïnteresseerd in het exacte aantal overgangen dat heeft plaatsgevonden in de mosterdfamilie, maar ook in de evolutionaire 'drivers' en in de invloed van houtigheid op de evolutie van de soorten. Bijvoorbeeld, wanneer een plantensoort de eigenschap van houtigheid ontwikkelt, levert dit dan een voordeel op dat resulteert in een verhoogde snelheid van soortvorming, of zal het leiden tot een evolutionair doodlopend pad (uitsterven)? Kasper zal deze vraag beantwoorden met behulp van modellen die onze nieuw gereconstrueerde ToL en de gegevens over de kenmerken van de soorten combineren.

 

Map

Kasper P. Hendriks

Postdoc

kasper.hendriks@Naturalis.nl