Onderzoeksgroep
Expertise
Tijdens mijn recente PhD heb ik twee projecten gerealiseerd op het gebied van Evolutionaire Genomics. Het eerste project was gefocused de studie van buitengewone adaptieve radiatie van het Baikalmeer Amphipoda, een soortenzwerm bestaande uit meer dan 340 morfologisch en ecologisch diverse soorten, variërend van kleine planktonvoeders, grote visroofdieren tot diepwateraangepaste soorten die leven op meer dan 500 (tot 1600) meter diepte. Ik analyseerde transcriptomisch data van 67 soorten amfipoden en ontdekte een extreme hoeveelheid parallelle adaptieve evolutie op het niveau van het hele genoom in deze groep, die nog nooit eerder zijn waargenomen in een andere natuurlijke systemen. Om er zeker van te zijn dat ik een echt biologisch fenomeen observeerde en om mogelijke vooroordelen uit te sluiten, heb ik een uitgebreide reeks controles uitgevoerd, waaronder analyses van het hele genoom op grote biologische datasets van cichlide vissen en zoogdieren, evenals uitgebreide individuele simulaties. Dit onderzoek leidde tot een eerste auteurspublicatie in Genome Biology and Evolution (GBE). De resultaten zijn intrigerend, maar riepen ook een lange lijst vragen op, waarvan de belangrijkste gerelateerd zijn aan adaptieve hybridisatie. In een tweede project tijdens mijn doctoraat volgde ik mijn levenslange passie voor vogels die parallelle evolutie van hun mitochondriën bestuderen in combinatie met fenotypische eigenschappen. Het was een goede aanvulling op mijn proefschrift, omdat het nieuwe methodologieën op verschillende groepen soorten implementeerde, maar vergelijkbare vragen opriep. Ik heb meer dan 800 vogelsoorten geclassificeerd op basis van hun ecologische adaptaties: basisvliegvaardigheden, vermogen om op grote hoogte te leven, duiken, overwinteren op hoge breedtegraden en lange afstanden migratie capaciteiten; 400 van die soorten werden gebruikt in het onderzoek. Dit onderzoek, resulterend in een andere publicatie van de eerste auteur in GBE, bewees dat op grote fylogenetische afstanden moleculaire evolutie niet dezelfde trajecten "kiest" om vergelijkbare aanpassingen te vormen. Sinds september 2021 ben ik aangesloten bij de groep van Prof. Hannes Svardal in het Departement Biologie van de Universiteit Antwerpen als Postdoctoraal Onderzoeker. In deze eenjarige functie bestudeer ik de genomica van hybridisatie en snelle diversificatie van cichliden, wat een perfecte basis biedt voor het onderzoeken van de rol van hybridisatie in de adaptieve straling van Baikal-amfipoden.
Bevordert hybridisatie explosieve soortvorming bij amfipoden van het Baikalmeer?
Abstract
De adaptieve radiatie van amfipoden in het Baikalmeer heeft meer dan 340 soorten voortgebracht (20% van de zoetwateramfipoden in de wereld), waardoor het een van de grootste soortengroepen is na de beroemde radiaties van Afrikaanse cichliden, en een van de enige grote radiaties in gematigde klimaten. Ondanks deze iconische status is de radiatie nog niet onderworpen aan gedetailleerd genomisch onderzoek. Tijdens mijn doctoraat was ik in staat om buitensporige hoeveelheden parallelle adaptatie aan te tonen tussen de transcriptomen van soorten van deze adaptieve radiatie. In dit project zal ik genomische benaderingen gebruiken om te testen of de vorige resultaten verklaard kunnen worden door hybridisatie en adaptieve introgressie. Deze processen zijn aangetoond in andere adaptieve radiaties, maar hun functionele rol in snelle diversificatie is nog steeds omstreden. Mijn voorlopige resultaten wijzen erop dat hybridisatie tussen twee onafhankelijke lijnen van Baikalische amfipoden ontstond in de periode dat de snelle soortvorming begon. Bovendien vond ik intrigerende signalen van positieve selectie op geïntroduceerde loci. Aanvullende gegevens en een in dit project ontwikkelde specifieke methodologie zullen mij in staat stellen de processen die de speciatie in deze groep bepalen te ontrafelen. Profiterend van de sterke relevante ervaring van het gastlaboratorium zal ik de beschikbare transcriptomische datasets opnieuw analyseren samen met nieuw gesequencede genomen. Ik zal nauwkeurige richtingen van hybridisatie in de fylogenetische boom in kaart brengen, functionele associaties van geïntrogresseerde loci beschrijven, selectiesignaturen geassocieerd met introgressie testen, en inschatten in welke mate herhaalbare ecomorfologische kenmerken ondersteund worden door "herbruikbare" elementen van voorouderlijke genomen. Dit onderzoek heeft een baanbrekend potentieel omdat het een directe test biedt van een mogelijke katalyserende rol van hybridisatie bij snelle soortvorming in dit systeem.Onderzoeker(s)
- Promotor: Svardal Hannes
- Mandaathouder: Burskaia Valentina
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject