Raziskovalni projekti

VSEBINSKI OPIS PROJEKTA

Znanstvena izhodišča
Adaptivna radiacija (AR) je eden najkompleksnejših in najbolj spektakularnih modelov s katerim lahko pojasnimo biotsko raznovrstnost. V širšem smislu predstavlja AR hitro, obsežno speciacijo iz enega samega prednika, ki jo spremlja ekološka diverzifikacija. Model obravnava eko-evolucijsko dinamiko v različnih prostorsko-časovnih okvirih in vključuje vsa osrednja evolucijska in ekološka vprašanja. V programu obravnavamo tri najsodobnejše smeri raziskav AR. Prvič, kako splošne in pogoste so AR? Simpson sicer trdi, da so počelo večine življa, a prepričljivih dokazov za to trditev. Drugič, kakšne so okoliščine za njihov nastanek? Teoretično so AR posledica interakcije med notranjimi in zunanjimi dejavniki, t.j. med evolvabilnostjo vrste in neizkoriščenimi ekološkimi viri. Divergenco vrst domnevno sproži medvrstna kompeticija. In tretjič, kako predvidljiv je potek AR? Nastanek ekološke raznolikosti vrst glede na izkoriščenje habitata, trofično specializacijo in razvoj spolnega dimorfizma je lahko nenaključen. 

Večina raziskav AR je potekala v prostorsko in časovno dobro definiranih sistemih, npr. na otokih, jezerih. Raziskave na območju celin so redke. Za ekstremna okolja tovrstnih raziskav še ni. S preučevanjem rakov slepih postranic (rod Niphargus) kot modela, želimo zapolniti to vrzel in preveriti AR v podzemnem okolju, na območju celotne Evrope. Dolgo je veljalo, da v podzemlju ni dovolj ekoloških priložnosti za začetek AR in da je podzemna favna zgolj evolucijska slepa veja. Šele nedavne študije so pokazale nasprotno. Predvidevamo torej, da je prav specializacija na podzemno okolje tista ključna novost (ang. key innovation), ki je omogočila dostop do "podzemnih ekoloških možnosti". Naše dosedanje eko-evolucijske raziskave potrjujejo, da Niphargus izpolnjuje vse tri zahteve za opredelitev AR: monofilijo, obsežno speciacijo in ekološko raznolikost, zaradi česar je odličen kandidat za testiranje modela AR.

Cilji in vprašanja
Speleobiološke teorije bomo razširili s splošno teorijo AR, da omogočimo pridobitev mehanistične razlage za vse-celinsko diverzifikacijo rodu Niphargus in hkrati rigorozno preizkusimo splošnost AR hipotez na modelnem sistemu iz ekstremnega okolja. Pomemben cilj je povsem razrešena filogenija rodu na osnovi filogenomskih podatkov.

FAZE PROJEKTA IN NJIHOVA REALIZACIJA

Delo bomo razporedili med devet delovnih paketov (WP). Prvi tri paketi bodo namenjeni zbiranju podatkov in primarnim analizam. Delo obsega terensko delo, urejanje zbirke podatkov razširjenosti vrst, morfološke analize in delimitacijo vrst (WP1, prvo leto); izdelavo sond, NGS in bioinformatiko (1-15 mesec) in filogenetske analize (WP3, 16-20 mesec). 

Biološka vprašanja bomo obravnavali v WP4-7. Vsak od teh WP bo razdeljen v predhodno obdobje, v katerem bomo izvedli pripravljalne analize, obdobje glavnih analiz in obdobje pisanja članka. Študije bom izpeljali v naslednjih mesecih: testiranje AR (WP4, 7-24 mesec); pomen intrinzičnih in ekstrinzičnih dejavnikov za razvoj AR (WP5, 7-30 mesec); analize so-pojavljanja (WP6, ta sklop je neodvisen od filogenetskih hipotez, 0-18 mesec); analize napovedljivega razpleta AR (WP7, 19-30 mesec). Iz vsakega WP načrtujemo en članek.

Sklepe WP4-7 bomo povzeli v preglednem članku (WP8), ki ga bomo začeli pripravljati ob izteku projekta. Med projektom bomo vseskozi komunicirali z neznanstveno javnostjo (WP9), začenši z objavami na socialnih omrežjih, pa tudi v dnevnem časopisju, s po enim člankom na leto. Potek projekta prikazuje Tabela 1. V okviru projekta se bomo tudi trikrat sestali z mednarodnimi sodelavci (27.5.2) in sicer septembra 2020, decembra 2021 in junija 2023.

SICRIS povezava