Ik ben gefascineerd door evolutionaire processen die, hoewel ze ontstaan zijn door natuurlijke selectie, op de lange termijn negatieve gevolgen blijken te hebben. Verder ben ik geïnteresseerd in de gene flow tussen nauw verwante soorten, in hun evolutionaire geschiedenis. Mijn werk is sterk afhankelijk van genomische data. Het studiesysteem waar ik aan werk is het genus Triturus, dat zijn de gekuifde en gemarmerde salamanders.
Keywords
Adaptieve radiatie, gebalanceerd dodelijk systeem, biogeografie, cryptische soorten, evolutie, genetische vervuiling, genomics, hybride zone, snelle straling, soortvorming
BalancedLethal systems
Ik leid een genomische studie van het bekendste geval van een gebalanceerd letaal systeem (chromosoom 1 syndroom bij Triturus-salamanders), gecombineerd met theoretische modellen, om de uitgebalanceerde evolutie van het letale systeem te begrijpen.
In een door een ERC Starting Grant gefinancierd onderzoeksprogramma, onderzoek ik de rol van genoom herschikkingen in de evolutie van het zogeheten gebalanceerd dodelijke systemen. In een gebalanceerd dodelijk systeem dragen twee chromosoomvormen verschillende letale allelen die wederzijds worden gecompenseerd door functionele genen op de alternatieve vorm. Beide zijn nodig om te overleven. Toch geven ouders deze chromosoomvormen willekeurig door aan de volgende generatie. Onder Mendeliaanse erfelijkheid krijgt precies 50% van de nakomelingen twee exemplaren van dezelfde chromosoomvorm en is daarmee niet levensvatbaar. Gebalanceerd dodelijke systemen lijken de evolutietheorie te trotseren: zo'n ongelooflijk hoge mortaliteit zou snel moeten worden uitgeschakeld door natuurlijke selectie.
Hybridzone movement
Ik belicht een genomische voetafdruk van de beweging van hybride zones in diverse Triturus hybride zones, om zo een goede ondersteuning te bieden dat hybride zones van positie kunnen veranderen over een aanzienlijke tijd en ruimte.
In een door Marie Skłodowska-Curie gefinancierd project bestudeer ik de dynamiek van hybride zones. Speciatie omvat typisch een stadium waarin soorten nog steeds genetisch materiaal kunnen uitwisselen over de hybride zones die ze tot stand brengen bij secundair contact. Als een lid van een hybridiserend soortenpaar het andere verplaatst, zou hun hybride zone gaan bewegen. Een dergelijke beweging kan aanzienlijke afstanden over ‘evolutionaire tijd’ bedragen. Toch wordt de prevalentie van langdurige hybride zone-beweging slecht begrepen en als onbelangrijk beschouwd in de klassieke literatuur over hybride zones. Een belangrijke voorspelling is dat de langzaam verdwijnende soort een spoor van introgressieve selectief neutrale allelen achterlaat binnen de soort die zich verder uitbreid.
Studentprojects
BSc research project: MtDNA Barcoding Invasive Species
MSc research project: Inferring Hybrid Zone History
MSc research project: Phylogenomics of Species Radiations
Belangrijkepublicaties
Wielstra, B. (2021). Hybrid zones. Current Biology 31(3): PR108-R109.
Wielstra, B. (2020). Balanced lethal systems. Current Biology 30(13): R742-R743.
Wielstra, B. (2019). Historical hybrid zone movement: more pervasive than appreciated? Journal of Biogeography 46(7): 1300-1305.
Wielstra, B., McCartney-Melstad, E., Arntzen, J.W., Butlin, R.K., Shaffer, H.B. (2019). Phylogenomics of the adaptive radiation of Triturus newts supports gradual ecological niche expansion towards an incrementally aquatic lifestyle. Molecular Phylogenetics and Evolution 133: 120-127.
Wielstra, B. (2019). Triturus newts. Current Biology 29(4): R110-R111.
Wielstra, B., Burke, T., Butlin, R.K., Arntzen, J.W. (2017). A signature of dynamic biogeography: enclaves indicate past species replacement. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences 284 (1868): 20172014.
Wielstra, B., Burke, T., Butlin, R.K., Avcıc, A., Üzüm, N., Bozkurt, E., Olgun, K., Arntzen, J.W. (2017). A genomic footprint of hybrid zone movement in crested newts. Evolution Letters 1(2): 93-101.