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dc.contributor.advisor Zinner, Dietmar Dr.
dc.contributor.author Kopp, Gisela
dc.date.accessioned 2015-09-04T08:20:59Z
dc.date.available 2015-09-04T08:20:59Z
dc.date.issued 2015-09-04
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0023-960A-D
dc.description.abstract Die Beziehung zwischen Genen und Verhalten ist in der Evolutionsbiologie von besonderem Interesse. Bestimmte Verhaltensweisen können die genetische Struktur natürlicher Populationen gestalten, dadurch deren genetische Diversität verändern und so ihr evolutives Schicksal beeinflussen. Abwanderung aus der Geburtsgruppe ist eine dieser Verhaltensweisen. Sie beeinflusst Genfluss, dessen Ausmaß die genetische Struktur von Populationen bestimmt. Paviane (Gattung Papio) sind ein besonders interessantes Forschungssystem um die Beziehung zwischen Verhalten und populationsgenetischer Struktur zu untersuchen. Die Evolution der Paviane wurde sowohl von historischem als auch gegenwärtigem Genfluss geprägt. Innerhalb dieser Gattung treten sowohl die überwiegende Abwanderung von Männchen als auch die überwiegende Abwanderung von Weibchen auf. Zudem wurde ihre gegenwärtige Verbreitung maßgeblich von Populationsausbreitung und –rückzug beeinflusst und es tritt häufig Genfluss zwischen verschiedenen Arten auf. In meiner Doktorarbeit untersuchte ich, wie verschiedene Abwanderungsmuster den Genfluss bei Pavianen beeinflussen. Damit hoffe ich zu einem besseren Ver-ständnis der Wechselbeziehung zwischen Verhaltensökologie und Genetik in natürlichen Populationen beizutragen. Ich fokussierte mich darauf, wie Unterschiede in den Sozialsystemen unterschiedlicher Pavianarten deren genetische Struktur beeinflussen. Die beobachteten Muster nutzte ich, um auf das geschlechtsspezifische Abwanderungsmuster bei Guineapavianen zu schließen, eine der am wenigsten untersuchten Pavianarten. Zudem untersuchte ich, wie sowohl historischer als auch gegenwärtiger Genfluss die genetische Struktur der Guineapaviane formten und ob es möglich ist von der Populationsausbreitung der Paviane Rückschlüsse auf die menschliche Evolutionsgeschichte zu ziehen. Um diese Fragen zu beantworten nutzte ich einen populationsgenetischen Ansatz, basierend auf im gesamten Verbreitungsgebiet gesammelten Kotproben, deren exakter geographischer Ursprung bekannt war. Ich analysierte sowohl autosomale Mikrosatelliten als auch Sequenzen der mitochondrialen Hypervariablen Region I. Meine Ergebnisse zeigen, dass die genetische Struktur der Guineapaviane am besten durch die überwiegende Abwanderung von Weibchen erklärt werden kann, sowohl in einem lokalen als auch im globalen Kontext. Weiblicher Genfluss führt zu einer hohen Diversität innerhalb von Populationen sowie einem Fehlen von genetisch-geographischer Struktur in mitochondrialer DNA. Nukleäre DNA hingegen zeigt eine starke globale geographische Struktur und Männchen sind im Vergleich zu Weibchen durch eine stärkere lokale Struktur gekennzeichnet. Dies entspricht den Vorhersagen für ein System, in welchem hauptsächlich Weibchen abwandern und Männchen in ihrer Geburtsgruppe verbleiben. Insgesamt scheint lokal begrenzte Abwanderung den wirksamen Genfluss auf eine Distanz unter 200 km zu beschränken, was zu einem starken Isolation-durch-Distanz Effekt und genetisch differenzierten Populationen führt. Anzeichen für Populationsausbreitung, die graduelle Struktur genetischer Variation, und mögliche Hinweise auf das “Allele-surfing” Phänomen, deuten auf eine historische westwärts gerichtete Ausbreitung von Guineapavianen hin. Introgressive Hybridisierung mit benachbarten Anubispavianen könnte genetische Muster im Bereich der Kontaktzone erklären, muss aber im Detail noch untersucht werden. Zusätzlich konnte ich zeigen, dass Mantelpaviane vermutlich im gleichen Zeitraum des Späten Pleistozäns von Afrika nach Arabien wanderten, wie Hypothesen für den modernen Menschen vorschlagen. Meine Studie ist die erste umfassende Analyse der genetischen Populationsstruktur der Guineapaviane und liefert Belege für die überwiegende Abwanderung von Weibchen in dieser Art. Dies untersützt die Ansicht, dass das Sozialsystem der Guineapaviane einige vergleichbare Merkmale zum System der Mantelpaviane aufweist und deutet somit darauf hin, dass während der Evolution dieser beiden Arten besondere evolutionäre Drücke gewirkt haben, die sie von allen anderen Pavianarten abgrenzen. In Kombination mit dem starken Einfluss von Populationsausbreitungen auf ihre Verbreitung und genetische Diversität, bekräftigt meine Arbeit Paviane als interssanten analogen Modellorganismus, der helfen kann, die Prozesse die während der Evolution des Menschen maßgeblich waren, aufzuklären. de
dc.language.iso eng de
dc.relation.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc 333 de
dc.subject.ddc 577 de
dc.title Gene flow dynamics in Baboons - The influence of social systems de
dc.type doctoralThesis de
dc.contributor.referee Fischer, Julia Prof. Dr.
dc.date.examination 2015-04-30
dc.description.abstracteng The relationship between genes and behaviour has been of longstanding interest to evolutionary biologists. Certain behaviours can shape the genetic structure of natural populations, thereby altering their genetic diversity and influencing their evolutionary fate. Dispersal is the behaviour that mediates gene flow, the extent of which determines population genetic structure. Because both historic and contemporary gene flow are considered to have greatly impacted their evolutionary history, baboons (genus Papio) are especially intriguing to study the relationship between behaviour and population genetic structure. Both species-specific male- and female-biased dispersal can be observed in this genus, their current distribution was shaped by range expansion and contraction, and interspecific gene flow is prevalent. In this thesis, I investigated how different dispersal patterns influence gene flow in baboons to contribute to a better understanding of the interrelation between behavioural ecology and genetic makeup of natural populations. I specifically addressed how differences in the social system of baboon species impact their genetic structure and also used the observed patterns to draw inferences about sex-biased dispersal in Guinea baboons, one of the least known members of the genus. I examined in detail how both historic and contemporary gene flow shape the genetic structure of Guinea baboons and whether we can draw inferences about human evolution from the analysis of range expansions in baboons. To answer these questions, I used a population genetic approach based on distribution-wide, geo-referenced faecal samples of baboons for which I analysed both autosomal microsatellites and part of the mitochondrial hypervariable region I. I could show that the genetic structure of Guinea baboons is best explained by female-biased dispersal, both on a local and a distribution-wide scale. Female gene flow results in high intrapopulation diversity and a lack of genetic-geographic structuring in mitochondrial DNA. In contrast, there is significant structuring of nuclear markers on a global scale and males exhibit higher population structuring than females on a local scale, as expected if males are the more philopatric sex. Over the whole distribution, locally restricted dispersal appears to limit effective gene flow to a distance of below 200 km, resulting in a strong isolation-by-distance effect and genetically divergent populations. Signatures of population expansion, the clinal structure of genetic variation, and potential traces of allele surfing, point to an historic west-ward expansion of Guinea baboons. Introgressive hybridization with olive baboons can be invoked to explain genetic patterns in the contact zone, but warrant further investigation. Additionally I could show the ‘southern route’ from Africa to Arabia could have been used by hamadryas baboons during the same time period in the Late Pleistocene as proposed for modern humans. My study is the first comprehensive analysis of the genetic population structure in Guinea baboons and provides evidence for female-biased dispersal in this species. It corroborates the notion that the Guinea baboons’ social system shares some important features with that of hamadryas baboons, suggesting similar evolutionary forces have acted to distinguish them from all other baboons. In conjunction with the importance of range expansions in shaping their distribution and genetic diversity, this strengthens baboons as an intriguing model to elucidate the processes that also influenced the evolution of our own species. de
dc.contributor.coReferee Heymann, Eckhard W. Prof. Dr.
dc.subject.eng Papio de
dc.subject.eng population structure de
dc.subject.eng sex-biased dispersal de
dc.subject.eng microsatellites de
dc.subject.eng mitochondrial DNA de
dc.subject.eng HVRI de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0023-960A-D-3
dc.affiliation.institute Göttinger Zentrum für Biodiversitätsforschung und Ökologie (GZBÖ) de
dc.subject.gokfull Ökologie {Biologie} (PPN619463619) de
dc.identifier.ppn 834541297

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