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Lead
Es existiert ein bleibendes Interesse daran, das Tempo der adaptiven Evolution näher zu charakterisieren und besser zu verstehen welche Faktoren diese Evolutionsrate beeinflussen. Speziell, mangelt es an einem guten Verständnis der Zusammenhänge zwischen evolutionären Dynamiken auf der genomischen Ebene und der Fitnessverteilung in Populationen, die in komplexen Umgebungen evolvieren.
Lay summary
In diesem Antrag beabsichtigen wir rasch koevolvierende genomische Unterschiede in Algen-Virus-Gemeinschaften zu identifizieren und zu ermitteln wie sich multiple Stressoren für die Algen und/oder die Viren (eine grössere Komplexität der Umgebung) auf die Rate und den Verlauf von raschen Anpassungen auswirkt. In bisherigen Experimenten, welche mit genomischen Analysen komplementiert wurden, konnten wir bereits zeigen, wie sich die Demographie der Algenpopulation sowohl wie Veränderungen in der Populationsgrösse in beiden Partnern und deren Koevolution auf die adaptiven genomischen Veränderungen in der Algen- und Virenpopulation auswirken. Wir machen uns nun das gleiche experimentelle System und die bereits entwickelten bioinformatischen Tools zu nutze um die Hypothese zu testen, dass abiotische Stressoren zusammen mit der Interaktion zwischen den beiden Arten das Tempo der adaptiven Evolution wechselseitig beeinflusst. Wir werden dem Verlauf der Veränderungen in den Populationsgrössen, wie auch auf der phänotypisch und genomisch Ebene, verfolgen. Des Weiteren, werden wir mehrere hundert (840) Algenklone im Detail sowohl phänotypisch wie auch genomisch charakterisieren. Wir werden explizit untersuchen ob zusätzliche abiotische Stressoren für den Virus und/oder die Algen die Dynamik der Koevolution direkt (i) mittels Veränderung der Stärke oder Richtung der Selektion, (ii) durch die Interaktion zwischen verschiedenen Individuen (klonale Interferenz), (iii) durch Interaktionen im Genome (Epistasis, Pleitropy), oder (iv) indirekt durch Veränderungen in der Demographie verändert. Zusammenfassend planen wir zu verstehen ob und wie komplexe Umwelteinflusse indiziert durch abiotische Stressoren das Tempo der Evolution von Resistenz beschränkt und dies auch einen System, in dem die Mutationsrate hoch ist.