Die Beziehung zwischen genetischem Polymorphismus von Populationen und Umweltvariabilität: Anwendung der Fitness-Set Theorie

Die Beziehung zwischen genetischem Polymorphismus von Populationen und Umweltvariabilität: Anwendung der Fitness-Set Theorie Das Quantitative Fitness-Set Modell (QFM) ist eine Erweiterung der Fitness-Set Theorie. Das QFM kann Abstufungen zwischen grob- und feinkörnigen regelmäßigen Schwankungen zweier Umwelten darstellen. Umwelt- und artspezifische Parameter, sowie die bewirkte Körnigkeit, sind quantifizierbar. Experimentelle Daten lassen sich analysieren und das QFM erweist sich in großen Populationen als sehr genau, was durch den diskreten Parameterraum unterstützt wird. Kleine Populationen und/oder hohe genetische Diversität führen zu Schätzungsungenauigkeiten, die auch in natürlichen Populationen zu erwarten sind. Ein populationsgrößenabhängiger Unschärfewert erweitert die Punktschätzung eines Parametersatzes zur Intervallschätzung. Diese Intervalle wirken in finiten Populationen als Fitnessbänder. Daraus ergibt sich die Hypothese, dass bei Arten, die in dichten kontinuierlichen Fitnessbändern leben, Generalisten und in diskreten Fitnessbändern Spezialisten evolvieren.Asynchrone Reproduktionsstrategien führen zur Bewahrung genetischer Diversität. Aus dem Wechsel von grobkörniger zu feinkörniger Umweltvariation ergibt sich eine Bevorzugung der spezialisierten Genotypen. Aus diesem Angriffspunkt für disruptive Selektion lässt sich die Hypothese Artbildung in Übergangsszenarien von grobkörniger zu feinkörniger Umweltvariation formulieren. Im umgekehrten Fall ist Diversitätsverlust und stabilisierende Selektion zu erwarten Dies ist somit eine prozessorientierte Erklärung für den Artenreichtum der (feinkörnigen) Tropen im Vergleich zu den artenärmeren, jahreszeitlichen Schwankungen unterworfenen (grobkörnigen) temperaten Zonen.

The genetic polymorphism of populations in changing environments: Application of the fitness-set theory The Quantitative Fitness-Set Model (QFM) advances the Fitness-Set theory by covering intermediate regular changing environments. Environmental and species specific parameters as well as the environmental grain can be estimated. Experimental data can be analysed and the QFM proves to be very precise in large populations, based on its discrete parameter space. Small population sizes and / or a high amount of genetic diversity lead to less precise estimations. This effect is expectable in nature as well. Hence, a population size dependant uncertainty value defines an interval around the estimated parameter. These intervals may be represented as fitness-stripes rather than fitness-isoclines. Thus, I hypothesize that in dense fitness-stripes, the evolution of generalists would be preferred, while in discrete fitness-stripes specialists would be the evolutionary outcome. Asynchronous reproduction could be shown as a mechanism to maintain diversity. Especially, the change from a coarse-grained to a fine-grained environmental change leads to a trend for disruptive selection, while the opposite environmental change leads to stabilising selection and less diversity. This might be a process explaining the remarkable species diversity in the (fine grained) tropics compared to temperate regions with pronounced seasons.