Comparative phylogeographic and population genetic analyses of three tropical pioneer tress, Macaranga winkleri, M. winkleriella and M. tanarius (Euphorbiaceae)

Abstract

Die Gattung Macaranga Thou. (Euphorbiaceae) umfasst ~260 paläotropisch verbreitete Arten, ca. 30 davon sind Myrmecophyten. In obligaten Myrmecopyhten können Pflanzen und Ameisen nicht ohne einander überleben. Deswegen wird für die Pflanzen eine begrenzte effektive Ausbreitung über Samen erwartet. Um die Ausbreitungsfähigkeit zu vergleichen wurden zwei Myrmecophyten, M. winkleri und M. winkleriella (Sektion Winklerianae) und die nicht-myrmecophytische M. tanarius (Tanarius group) untersucht. Dazu wurden drei nichtkodierende Chloroplastenregionen sequenziert. Für populationsgenetische Analysen wurden bis zu 11 nukleare Mikrosatellitenmarker pro Art entwickelt und genotypisiert. Die eingeschränkte Samenausbreitung von M. winkleri zeigt sich in der starken geographischen Struktur der Chloroplasten Haplotypen. Die biparental vererbten nuklearen Mikrosatelliten spiegeln Populationsstruktur auf einer größeren geographischen Skala wider, was zeigt, dass der Genfluss über Pollen weiter reicht als der über Samen. Für M. winkleriella, wurde für beide Markersysteme nur wenig genetische Diversität detektiert. Die phylogeographische Analyse von M. tanarius lässt entweder auf ein geringes Alter und eine schnelle Ausbreitung schließen, oder einen durchlaufenen „genetischen Flaschenhals“, ebenfalls gefolgt von schneller Ausbreitung. Im Gegensatz zu den anderen myrmecophytischen Macaranga Sektionen, besteht Winklerianae nur aus zwei Arten. Die geringe Zahl lässt sich durch einen besseren genetischen Austausch der M. winkleri Populationen erklären, wodurch allopatrische Artbildung bisher verhindert wurde.