SSK-Projekt 2009 Aylostera-Mediolobivia
Bisherige Ergebnisse
Die Ergebnisse unserer molekularbiologischen Untersuchungen (Ritz et al. 2007) zeigen, dass die Gattung Rebutia nicht monophyletisch ist. Rebutia sensu lato ist kein natürlicher Verwandtschaftskreis. Vielmehr spiegelt der Stammbaum die von Backeberg (1977) angenommene Unterteilung der Gattung Rebutia im Sinne von Krainz (1967) in drei getrennte Gattungen wieder: Aylostera, Mediolobivia und Rebutia. Rebutia (sensu Backeberg) ist in dieser Studie durch zwei Taxa mit haarlosen Perikarpellen mit der Typusart R. minuscula K.Schum. und R. padcayensis Rausch repräsentiert, und befindet sich zusammen mit Sulcorebutia und Weingartia auf Ast E. Die Arten mit haarigen oder borstigen Perikarpellen (Aylostera und Mediolobivia sensu Backeberg) ) bilden den Ast D. Innerhalb dieses Astes lassen sich drei Untergruppen erkennen:
- R. pseudodeminuta Backeb., R.fiebrigii (Gürke) Britton & Rose und R. deminuta (F.A.C. Weber) Britton & Rose (Aylostera in Backebergs Klassifikation);
- R. pygmaea (R.E.Fr.) Britton & Rose R. steinmannii (Solms) Britton & Rose
- R. einsteinii Fric.
Die Untergruppen (2) und (3) entsprechen der der Gattung Mediolobivia in Backebergs Klassifikation.
Konzept Aylostera-Mediolobivia 2009
Es sollen die infragenerischen Verwandtschaftsbeziehungen im Ast D (gelb markiert im Stammbaum) mit den Gruppierungen Aylostera und Mediolobivia (sensu Backeberg) mit molekularbiologischen Methoden untersucht werden.
Ziel der Untersuchungen ist es, in Fortsetzung unserer bisherigen Arbeiten folgende Fragen zu beantworten:
- Sind die Gruppierungen Aylostera und Mediolobivia voneinander zu trennen?
- Wie sind morphologische Merkmale und genetische Daten vereinbar?
- Gibt es ein geographisches Muster innerhalb der Daten und können wir damit die Besiedlungsgeschichte des Gattungskomplexes rekonstruieren?
Unsere Erfahrungen haben gezeigt, dass die Sequenzanalyse allein die Verwandtschaften nur unzureichend auflöst. Andererseits stößt die AFLP®-Methode an ihre Grenzen, wenn die untersuchten Individuen vergleichsweise weit voneinander verwandt sind. Deshalb ist es notwendig, eine Chloroplastenphylogenie mit beschriebenen Arten als Gerüst zu erstellen und das Ergebnis mit der AFLP®-Methode zu untersuchen. Dafür wiederum müssen bei der Auswahl der Taxa die geografischen Lücken zwischen den Populationen möglichst klein gehalten und gleichzeitig das gesamte bekannte Verbreitungsgebiet möglichst regelmäßig abgedeckt werden.
In 2015 wurden die Arbeiten abgeschlossen. Die Ergebnisse wurden im August 2016 im Journal Plant Systematics and Evolution, Volume 302, Issue 7, pp 763–780 unter dem Titel „Molecular phylogenetic relationships of the Andean genus Aylostera Speg. (Cactaceae, Trichocereeae), a new classification and a morphological identification key” veröffentlicht.
Zusammenfassung: Die Anden stellen einen Hotspot der Vielfalt innerhalb der Cactaceae dar. Aufgrund ihres kleinen globulären Wachstums und ihrer vielfältigen Blütenfarben hat die Anden-Gattung Aylostera Speg. die Aufmerksamkeit vieler Kaktus-Enthusiasten geweckt. Basierend auf molekularen Daten wurde die Gattung vor kurzem von Rebutia s.l. gespalten. Im Gegensatz zu der großen Anzahl von Taxa, die in Aylostera beschrieben sind, ist eine umfassende phylogenetische Rekonstruktion nach wie vor geboten. Das Ziel unserer Studie war es, eine Phylogenie von Aylostera zu rekonstruieren und ihre Taxonomie auf der Grundlage morphologischer Charaktere zu überprüfen. Wir sequenzierten die Chloroplasten-DNA-Marker atpB-rbcL und trnS-trnG intergene Spacer und erzielten amplifizierte Fragment-Längen-Polymorphismen (AFLPs). Wir rekonstruiert phylogenetische Bäume und analysierten die Ergebnisse von AFLP Nachbar-Netzen, Bayesische Clusterbildung und Hauptkoordinaten-Analyse auf der Grundlage dieser genetischen Daten. Unsere Daten zeigten, dass Aylostera monophyletisch ist und am besten als gesonderte Gattung erkannt wird, weil sie nur entfernt mit der Clade verwandt ist, die die Typusart von Rebutia enthält. Innerhalb Aylostera entdeckt wir drei Gruppen — die Digitorebutia-Klade, die Aylostera sensu stricto Klade und die A. Einsteinii Klade — die durch einzigartige Kombinationen von morphologischen Charakterzuständen gekennzeichnet sind. Die Zusammensetzung der Arten dieser Gruppen war weitgehend kongruent zwischen den molekularen Marker, aber die AFLP-Daten zeigten eine Beimischung an. Basierend auf genetischen und morphologischen Merkmalen, schlagen wir eine neue Klassifikation von Aylostera vor und präsentieren einen Schlüssel für Arten, die neun Arten anerkennt.
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Literatur:
BACKEBERG, C. 1977. Das Kakteenlexikon. Gustav Fischer Verlag, Jena.
KRAINZ, H. 1967. Die Kakteen: eine Gesamtdarstellung der eingeführten Arten nebst Anzucht- und Pflege-Anweisungen. Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart.
RITZ, C. M., L. MARTINS, R. MECKLENBURG, V. GOREMYKIN und F. H. HELLWIG. 2007. The molecular phylogeny of Rebutia (Cactaceae) and its allies demonstrates the influence of paleogeography on the evolution of South American mountain cacti. American Journal of Botany 94: 1321-1332.
