See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF9344
ETF9344 " Vaksiklaste elukäigu evolutsiooni uuring uudsete fülogeneetilis-võrdlevate meetoditega (1.01.2012−31.12.2015)", Robert Barry Davis, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Ökoloogia- ja Maateaduste Instituut.
ETF9344
Vaksiklaste elukäigu evolutsiooni uuring uudsete fülogeneetilis-võrdlevate meetoditega
A Novel Phylogenetic Comparative Approach to Life History Evolution in Geometrid Moths
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.4. Ökoloogia, biosüstemaatika ja -füsioloogiaB280 Loomaökoloogia1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt50,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.4. Ökoloogia, biosüstemaatika ja -füsioloogiaB320 Süstemaatiline botaanika, zooloogia, zoogeograafia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt50,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201211 610,00 EUR
01.01.2013−31.12.201311 610,00 EUR
01.01.2014−31.12.201411 610,00 EUR
01.01.2015−31.12.201511 610,00 EUR
46 440,00 EUR

Võrdlev meetod evolutsioonilises bioloogias selgitab korrelatsioone eri liikide omaduste vahel ja nende omaduste kohastumuslikku olemust. Fülogeneetilis-võrdlevad (FV) meetodid võimaldavad sääraseid uuringuid teha statistiliselt korrektselt, ühendades evolutsioonilise ökoloogia ja süstemaatika alase teabe. Seetõttu võiksid elukäigu evolutsiooni uuringud, mis siiani on seisnenud põhiliselt katsetes ja modelleerimises, saada FV meetoditest palju kasu. Hiljuti on ilmunud uudsed FV meetodid, mis käsitlevad organismide omaduste evolutsiooni kui kohastumisprotsessi ja seetõttu võimaldavad selgitada evolutsioonilist põhjuslikkust nende vahel. Olgugi putukad kaugelt kõige mitmekesisem hulkraksete loomade rühm, on neid FV meetoditega väga vähe uuritud, võrreldes muude rühmadega. On alust arvata, et hulk putukate (ja teistegi taimtoiduliste lülijalgsete) elukäiguomadusi on seotud nende tulusigimise määraga (st. valmikutoidu suhtelise osakaaluga sigimises, võrreldes vastsetoiduga). Vaksiklased on osutunud iseäranis soodsaks putukarühmaks, kellel seda hüpoteesi FV meetodite abil kontrollida. Eri vaksikuliikide tulusigimise määr on väga erinev ja teave nende fülogeneesi kohta on kiirelt kogunemas. Meie eesmärk on uudsete FV meetoditega uurida põhjalikult tulusigimise määra rolli vaksiklaste elukäikude evolutsioonis ja keskkondlike valikutegureid, mis seda tunnust mõjutavad. Et saada uuringu jaoks materjali, plaanime (a) täiendada oma põhjalikku elukäiguandmestikku parasvöötme vaksiklaste kohta ning (b) koguda andmeid umbes 100 troopilise vaksikuliigi kohta. See uuring oleks esimene, mis käsitleb putukate elukäiguevolutsiooni fülogeneetilises raamistikus, võrreldes eri geograafiliste piirkondade liike – seega oluline samm mõistmaks putukate evolutsiooni üleilmsel skaalal. Samuti oleks uuring väärtuslik, sest annab teavet troopiliste koosluste kohta, mis on tunduvalt mitmekesisemad ja ometi suhteliselt märksa vähem uuritud, võrreldes parasvöötme kooslustega.
The comparative approach in evolutionary biology involves looking for correlations in characters between different species and understanding their adaptive nature. Phylogenetic comparative methods (PCMs) provide an appropriate statistical framework for such comparisons, bridging the gap between evolutionary ecology and systematic/taxonomic knowledge of species. Therefore, the field of life history evolution, which has mainly been studied via experiments and modeling, must greatly benefit from incorporating PCMs. Recently PCMs have been made available which consider trait evolution as an explicit adaptation process and therefore allow us to reveal evolutionary causality between traits. Insects, though by far the most diverse group of Metazoa, are poorly studied using PCMs, compared to less diverse groups. Evidence to date indicates that a range of life history traits in insects (in fact all herbivorous arthropods) are related to the degree of capital vs income breeding a species adopts (i.e. the relative level of larval vs adult-derived resources allocated to reproduction). We propose that the Geometridae (Lepidoptera) represent an especially appropriate system for studying this hypothesis by PCMs. Species of this family are known to occupy greatly varying positions on the capital vs income breeding spectrum and knowledge of their phylogeny is rapidly growing. With new PCMs we aim for the first time to explore in depth the role of capital vs income breeding in life history evolution of geometrids, and the environmental pressures which cause variation in this trait. In order to obtain material for this, we intend to (a) supplement our already substantial life history dataset of temperate geometrids with new data, and (b) add ~100 tropical geometrids to this. This study will be the first to investigate life history evolution in insects in a phylogenetic framework, comparing geographically disparate groups, and therefore an important step towards understanding life history evolution in insects on a global scale. Furthermore, this work will valuable as improving our understanding of tropical communities, which are much more diverse and yet poorly studied, than temperate systems.
Projekti peamise tulemusena leidsime fülogeneetilis-võrdleva analüüsiga (FVA) kinnitust, et vaksiklaste varu- vs tulusigimise määr on seotud mitme elukäigu- ja ökoloogilise tunnusega, nt kehasuuruse, lennuaja ja toidutaimespektri laiusega. Seega oleme leidnud väärtusliku indeksi, mille järgi rühmitada ja ennustada liikide elukäike nende kehaehituse järgi, loodetavasti on see kasutatav ka muudel lendavate putukate rühmadel ja laiemaltki. Uuring kinnitab varasematest, taksonoomiliselt kitsamatest, mitte-fülogeneetilistel uuringutest pärit hüpoteese. Järgmises uuringus rakendasime FVA, et selgitada eluea kui evolutsioonis kujunenud tunnuse tegureid: seda on vähe tehtud, eriti vähe on andmeid selgrootute kohta. Keskendudes vaksiklaste valmikuea pikkusele näitame, et otsestel füsioloogilistel teguritel on eluea evolutsioonile olnud suurem mõju kui ökoloogilistel (artikkel submiteeritud ajakirja Journal of Evolutionary Biology). FVA selgitab elukäikude põhjusi palju kindlamalt kui tavapärasemad lihtsad mitte-fülogeneetilised ja taksonoomiliselt kitsad uuringud. Järgmise uuringu andmed on vormistamisvalmis: ootuspäraselt selgus, et ka vaksikute meeleelundite võimsus on seotud nende sigimisstrateegiaga, nimelt on meeleliselt võimekamad tulusigivad liigid. Selliste uuringute väga oluliseks algandmestikuks on uuritavate taksonite fülogeneesipuu. Selles osas on meil kaks suurt saavutust. Esiteks oleme sekveneerinud üle 200 Aafrika vaksiklase ja selgitanud nende fülogeneesi, teiseks oleme täiendanud infot Põhja-Euroopa vaksiklaste fülogeneesi kohta, eriti alamsugukonna Larentiinae osas: praeguseks hõlmab selle taksoni fülogeneesipuu xxx liiki. Sellistest fülogeneetilistest uuringutest on palju abi, et kaasata FVA uuringutesse rohkem liike; nt plaanime laiendada oma uuringuid geograafilises plaanis, et selgitada ka biogeograafilisi seaduspärasid.