title: Phylogenetic relationships of the Galium lucidum complex in the Eastern Alps
Creators: name: Grossfurthner, Lukas Paul
Publisher: name: :none
Year: 2018

description: Alpine Endemiten sind hervorragend geeignet, um den Einfluss pleistozäner Vergletscherungen auf die Evolution und Verbreitung alpiner Pflanzen zu untersuchen. Eine besonders gut geeignete Gruppe stellt die Gattung Galium (Rubiaceae) dar, die mit 46 Arten, zehn davon endemisch, in den Alpen vertreten ist. Viele der weit verbreiteten Galium-Arten sind hinsichtlich Morphologie und Zytologie sehr variabel. Das erschwert die Einschätzung der Verwandtschaftsverhältnisse von engerräumig verbreiteten Sippen, die gut abgrenzbare Arten oder auch nur Ökotypen weitverbreiteter Arten sein können. In der vorliegenden Arbeit werden die Verwandtschaftsverhältnisse der beiden Nordostalpen-Endemiten, dem diploiden G. truniacum und dem tetraploiden G. meliodorum, gegenüber der weit verbreiteten, ebenfalls tetraploiden Art G. lucidum untersucht. Wir testeten die auf der aktuellen Taxonomie basierende Hypothese, dass es sich bei allen drei Sippen um eigenständige Arten handelt, die entweder durch unterschiedliche Ploidiestufen (diploides G. truniacum gegen tetraploide G. lucidum und G. meliodorum) oder durch deren Ökologie (obermontan-subalpines G. meliodorum gegen submontan-montanes G. lucidum) getrennt sind. Mit Hilfe von RAD-Sequenzdaten von Individuen bekannter Ploidiestufe, ermittelt durch Durchflusszytometrie, konnten wir eine klare Trennung durch die Ploidiestufe, aber nicht durch die Ökologie nachweisen. Die dennoch gut ausgeprägte morphologische und ökologische Differenzierung innerhalb der tetraploiden Gruppe könnte durch wenige adaptive Loci oder erhöhte phänotypische Plastizität begründet sein. Zudem konnten Hybridisierungen sowohl zwischen den Ploidiestufen als auch innerhalb der tetraploiden Gruppe nachgewiesen werden. Aus diesem Grund wird eine Re-Evaluierung des taxonomischen Status von G. meliodorum vorgeschlagen.
description: Alpine endemic species are great study systems to infer the influence of Pleistocene glaciation on evolution and distribution of mountain plants. A particularly well-suited group is Galium (Rubiaceae). This genus is represented by 46 species in the Alps, ten of which are endemic to this mountain range. Many of the widespread Galium species show big variation in morphological characters and ploidy level, which renders it difficult to assess their relationships to range-restricted species that may be anything from clearly distinct species to mere ecotypes of widespread species. In this study, phylogenetic relationships of two endemics from the north-eastern Alps – the diploid G. truniacum and the tetraploid G. meliodorum – to the tetraploid, but widespread G. lucidum are investigated. Thus, we test the hypothesis, implied by current taxonomy, that each of these species represents a distinct lineage, separated from each other by ploidy (diploid G. truniacum versus tetraploid G. meliodorum and G. lucidum) and/or by ecology (high elevation G. meliodorum versus low elevation G. lucidum). Applying RAD-sequencing data on individuals with known ploidy, determined using flow-cytometry, we found a clear separation into two groups corresponding to ploidy level, but no separation within the tetraploid group. The strong morphological and ecological differentiation between the two tetraploids might be due to few adaptive loci or elevated phenotypic plasticity. Additionally, we found signals of shared ancestry between ploidy levels. Therefore, a re-evaluation of the taxonomic status of G. meliodorum is proposed.