Endosymbionten als een over het hoofd geziene bedreiging voor de herintroductie van insecten (2024)

Beschrijving

Het herintroduceren van soorten – of het vergroten ervan – in herstelde habitats zal steeds vaker worden gebruikt om het verlies aan biodiversiteit in een snel veranderende wereld tegen te gaan, en zal worden gebruikt voor een breder scala aan taxa, waaronder ongewervelde dieren. De belangrijkste uitgangspunten van deze aanpak voor het herstel van de biodiversiteit zijn het gebruik van bronpopulaties die ecologisch compatibel zijn met de doellocatie, en het maximaliseren van de genetische diversiteit. Het is echter ongebruikelijk om potentiële onverenigbaarheden tussen verschillende geslachten in overweging te nemen die voortkomen uit de effecten van endosymbionten, die veel voorkomen en een aanzienlijke impact kunnen hebben op de instandhoudingsdoelstellingen.

In 2018 begon Butterfly Conservation met een herintroductieprogramma van de geruite schippervlinder (Carterocephalus paleemon), dat in 1976 vanuit Engeland uitstierf, met behulp van bronpopulaties uit België. Recente genetische studies hebben een onverwachte mate van divergentie tussen de bronpopulaties aangetoond, en dat slechts één van de opnieuw geïntroduceerde genetische lijnen in Engeland is blijven bestaan. Er is sterk indirect bewijs dat de eliminatie van één stamvader werd veroorzaakt door de aanwezigheid van onverenigbaarWolbachiastammen. De bacteriële endosymbiontWolbachiakomt veel voor bij insecten en maakt gebruik van cytoplasmatische incompatibiliteit en het doden van mannen om de eigen overdracht te bevorderen. In onze studiepopulatie is het alomtegenwoordig en vertoont het twee uiteenlopende stammen die overeenkomen met de mitochondriale fylogenie. Een beter begrip van de endosymbiont-interactie is van cruciaal belang voor het opzetten van een functionerende metapopulatie van Checkered Skipper in het herintroductielandschap, en meer in het algemeen voor het ontwikkelen van best practice-protocollen voor herintroductiebiologie.

In dit doctoraatsproject willen we de werking van cytoplasmatische incompatibiliteit bij de geruite schipper vaststellen en de gevolgen ervan voorspellen. Onze belangrijkste doelstellingen zijn:

1. Zorg voor direct bewijs voor cytoplasmatische incompatibiliteit inC. Palaemonmet behulp van kruisexperimenten

2.Het mechanisme van cytoplasmatische incompatibiliteit onderzoeken met betrekking tot kandidaatgenenWolbachiaen co-evolutionaire selectie inC. Palaemon

3. Reconstrueer de evolutionaire oorsprong en verspreiding van het onverenigbareWolbachiastammen, met behulp van een fylogeografische benadering

4. Volg het voortbestaan ​​vanC. palaemon/Wolbachiageslachten in opnieuw geïntroduceerde Engelse populaties.

Het project is een samenwerking tussen onderzoekers van de Universiteit van Liverpool, Butterfly Conservation en Research Institute for Nature and Forest (België).

Nieuwigheid

Wolbachiainfectie komt zeer vaak voor bij insecten, maar wordt door natuurbeschermers in wezen genegeerd als een potentiële risicofactor. We hebben een waarschijnlijk geval van bidirectionele cytoplasmatische incompatibiliteit blootgelegd, dat in het algemeen slecht wordt begrepen en in een klein aantal modelsystemen wordt bestudeerd.

Tijdigheid

De herintroductie van Checkered Skipper in Zuid-Engeland is aan de gang, tegen aanzienlijke kosten in verband met habitatbeheer en translocaties, met als langetermijndoelstelling het tot stand brengen van een zichzelf in stand houdende metapopulatie over een klein netwerk van habitatplekken. Tot nu toe is er een strategie voor maximalisatie van de genetische diversiteit aangenomen en er bestaat reële bezorgdheid dat onderling incompatibele subpopulaties zich in verschillende leefgebieden zullen vestigen, waardoor een effectieve metapopulatiedynamiek wordt verhinderd. Een beter begrip van de interactie tussen gastheer en parasiet zal onmiddellijke praktische voordelen hebben voor de manier waarop de herintroductie wordt beheerd.

Essentiële en wenselijke criteria

Essentieel

Diploma in relevant studiegebied

Interesse en achtergrond op gemiddeld niveau in evolutionaire genetica en ecologie

Ervaring/vaardigheid in het kweken van insecten

Bio-informatica ervaring/aanleg

Wenselijk

Kwalificatie op M-niveau in relevant studiegebied

Ervaring met het analyseren van genomische gegevens

Fylogenetische analyse

Statistieken (R)

Moleculaire biologie

Ervaring/bekwaamheid in veldwerk

Natuurlijke historie/identificatie

Ervaring met geografisch informatiesysteem

Competentie in schriftelijke en mondelinge communicatie (in het Engels)

Hoe toe te passen

Opmerkingen en details over hoe u zich kunt aanmelden, vindt u hier:https://accedtp.ac.uk/phd-opportunities/

Informele vragen aan Ilik Saccheri (saccheri@liverpool.ac.uk) zijn welkom.

Alle aanvragers van ACCEmoet de ACCE persoonlijke verklaring proforma invullen. Dit is in plaats van een persoonlijke/ondersteunende verklaring of begeleidende brief. De proforma is bedoeld om dit deel van de aanvraag te standaardiseren om het verschil tussen degenen die wel en degenen die dat niet krijgen, te minimaliseren. Kandidaten dienen tevens een CV en de contactgegevens van 2 referenten in te dienen.

Deeltijdstudiemogelijkheden

Alle ACCE PhD's zijn beschikbaar als parttime of fulltime, waarbij parttime minimaal 50% van de fulltime is. Bespreek mogelijke deeltijdregelingen met de hoofdbegeleider voordat u zich aanmeldt voor het programma.

Cofinancieringstoelichting

Dit project profiteert van een geldelijke bijdrage en steun in natura van de cofinancieringspartner Butterfly Conservation. Ondersteuning in natura, in de vorm van hulp bij veldwerk en opvoedingsexperimenten, zal ook door de Belgische partner worden verstrekt. Belangrijk is dat de student zal profiteren van het lopende werk van de supervisors op het gebied van de genomica en ecologie van aanpassing aan veranderingen in het milieu in Lepidoptera.