Verwandtschaftliche Untersuchungen und Merkmalsrekonstruktionen der Familie Plagiochilaceae (Lebermoose) mit Hypothesen zur Biogeographie und Divergenzzeiten

Plagiochilaceae gehören mit etwa 500 Arten, deren überwältigende Mehrheit der Gattung Plagiochila zugeordnet wird, zu den größten Familien der beblätterten Lebermoose. Obwohl Mitglieder der Familie weltweit, vom tiefen Süden bis in den hohen Norden, auftreten, sind die meisten Arten auf die feuchten Tropen beschränkt.In dieser Arbeit wurden drei genetische Marker von zwei verschiedenen Genomen (rps4 und rbcL aus dem Chloroplasten und ITS aus dem Kern) von 120 Plagiochila-Arten und 8 Arten anderer Gattungen der Plagiochilaceae sequenziert. Komplexe phylogenetische Analysen basierend auf bis zu sieben verschiedenen Evolutionsmodellen führen zu einer statistisch hochsignifikanten drei-Marker-Topologie. Die molekulare Umschreibung der Familie der Plagiochilaceae wurde anhand weiterer rps4 und rbcL Sequenzen aus internationalen Datenbanken evaluiert. Der von anderen Organismen wie Hefen, Grünalgen und Blütenpflanzen bekannte Aspekt der Konservierung der Faltungsstrukturen der nuklearen ITS Regionen wurde übertragen, auf die Erstellung von Sekundärstrukturen für ITS1 und ITS2 angewandt und bietet damit das erste Strukturmodell für Lebermoose aus diesem Bereich.Diese genetischen Daten wurden mit 34 der Literatur entnommenen morphologischen Daten verglichen, die auf die drei-Marker-Phylogenie geplottet wurden. Die morphologischen Abgrenzungen von 18 Sektionen von Plagiochila und sieben weitere Gattungen der Plagiochilaceae wurden untersucht, einschließlich dreier Sektionen, die hier zum ersten Mal in einer molekularen Arbeit behandelt werden. Die Betrachtung der Verteilung von homoplastischen, synapomorphen, und autapomorphen Merkmalen für die untersuchten Arten zeigte, dass die meisten morphologischen Merkmale homoplastisch sind.Zur Beschreibung des hypothetischen Ursprunges sowie der Ausbreitungswege der Plagiochilaceae wurden mehrere biogeographische Modelle entwickelt. Um einen tieferen Einblick in die weltweite prähistorische Entwicklung und Ausbreitung der Familie zu bekommen, wurde der Versuch unternommen, eine auf einem Fossil und zwei geographischen Ereignissen basierende molekulare Uhr zu kalibrieren. Die errechneten Zeiten korrelieren zu den Ergebnissen der biogeographischen Untersuchungen. Trotzdem sollten diese Ergebnisse der ersten Datierung einer Lebermoosfamilie durch das Einbinden weiterer fossiler Datenpunkte verifiziert werden. In dieser Arbeit konnte Australasien als der vermutliche Ursprung der Plagiochilaceae identifiziert werden, von dem aus diese Familie in den letzten 140 Millionen Jahren die gesamte Welt besiedelt habt

The European Polysaccharide Network of Excellence (EPNOE) research roadmap 2040: Advanced strategies for exploiting the vast potential of polysaccharides as renewable bioresources

International audiencePolysaccharides are among the most abundant bioresources on earth and consequently need to play a pivotal role when addressing existential scientific challenges like climate change and the shift from fossil-based to sustainable biobased materials. The Research Roadmap 2040 of the European Polysaccharide Network of Excellence (EPNOE) provides an expert’s view on how future research and development strategies need to evolve to fully exploit the vast potential of polysaccharides as renewable bioresources. It is addressed to academic researchers, companies, as well as policymakers and covers five strategic areas that are of great importance in the context of polysaccharide related research: (I) Materials & Engineering, (II) Food & Nutrition, (III) Biomedical Applications, (IV) Chemistry, Biology & Physics, and (V) Skills & Education. Each section summarizes the state of research, identifies challenges that are currently faced, project achievements and developments that are expected in the upcoming 20 years, and finally provides outlines on how future research activities need to evolve