dc.contributor.author
Luebert, Federico
dc.date.accessioned
2018-06-07T18:19:19Z
dc.date.available
2010-12-20T11:32:32.307Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/4904
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-9103
dc.description.abstract
Heliotropium sect. Cochranea (Heliotropiaceae) is endemic to the Atacama and
Peruvian Deserts. In this work, systematics, ecology and evolution of
Heliotropium sect. Cochranea are studied, under the hypotheses that
Heliotropium sect. Cochranea may have experienced an adaptive radiation in the
Atacama Desert and section Cochranea originated and diversified in response to
the development of the Atacama Desert. Following research questions were
addressed: (1) Which species comprise Heliotropium sect. Cochranea? (2) Is
Heliotropium sect. Cochranea monophyletic? (3) Which major clades can be
sensibly identified within Heliotropium sect. Cochranea? (4) To which other
Heliotropium species-groups is Heliotropium sect. Cochranea related? (5) What
are the ages of diversification of the major clades of Heliotropium sect.
Cochranea and of the related species-groups? (6) Is morphological diversity in
Heliotropium sect. Cochranea related to its habitat? (7) What are the limiting
climatic factors determining the distribution of the species in Heliotropium
sect. Cochranea? In order to approach these questions, several methods were
employed, including modern approaches to phylogenetic systematics as well as
traditional alpha taxonomy and morphological analyses. Phylogeny-based
divergence time estimations and event-based biogeographical analyses were
carried out. Ecological niche modelling has also been employed in an attempt
at identifying climatic variables that control the distribution of the species
of section Cochranea. Seventeen species are recognised and one new subspecies
is described. Section Cochranea was shown to be monophyletic, and originated
during the middle to late Miocene, with a major diversification event during
the early Pliocene. Three major Neotropical clades of Heliotropium were
identified, one of them being Heliotropium sect. Cochranea. For these clades,
morphological diversity based on vegetative characters of habit and leaf was
compared both among clades and among species growing in arid and humid
environments of the Neotropics. Heliotropium sect. Cochranea has high leaf
morphological diversity, comparable to its sister group, which is species-
richer. Morphological diversity tends to be greater in arid than in humid
environments, especially in leaf morphology. This difference is likely due to
the contribution of section Cochranea to the overall leaf morphological
diversity of the Neotropical Heliotropium species from arid habitats. At least
five independent Andean and extra-Andean diversification events were detected
in Neotropical Heliotropium to have taken place in the late Miocene and early
Pliocene, coinciding with the hypothesis of recent and rapid Andean uplift and
subsequent development of aridity in South America. Winter precipitation and
winter minimum temperatures were the most important variables for most species
of Heliotropium sect. Cochranea. Summer maximum temperature was also important
for several species. This results are consistent with the expectation that the
distribution of the species of section Cochranea is mostly controlled by
seasonal variation of precipitation and, secondarily, of extreme temperatures.
The results are in line with adaptive radiation as evolutionary mechanisms for
the diversification of Heliotropium sect. Cochranea.
de
dc.description.abstract
Heliotropium sect. Cochranea ist ein in der chilenischen Atacama und
angrenzenden peruanischen Wüste endemisches Taxon der Heliotropiaceae. In
dieser Arbeit werden Systematik, Ökologie und Evolution der Gruppe unter der
Hypothese untersucht, dass Heliotropium sect. Cochranea eine adaptive
Radiation in der Atacama-Wüste erfahren hat und dass die Entstehung und
Diversifizierung von Heliotropium sect. Cochranea in ummittelbarer Verbindung
mit Entstehung und Veränderung der Wüste stehen. Damit werden folgende
wissenschaftliche Fragen angesprochen: (1) Welche Arten können innerhalb von
Heliotropium sect. Cochranea anerkannt werden? (2) Ist Heliotropium sect.
Cochranea monophyletisch? (3) Welche Hauptclades können innerhalb von
Heliotropium sect. Cochranea identifiziert werden? (4) Mit welcher anderen
Heliotropium-Gruppe ist die Sektion nahe verwandt? (5) Wann diversifizierten
sich die Hauptclades von Cochranea und verwandten Gruppen? (6) Ist die
morphologische Vielfalt von Cochranea mit ihrem Lebensraum verbunden? (7)
Durch welche klimatisch limitierenden Faktoren wird die Verbreitung von
Heliotropium sect. Cochranea kontrolliert? Um diese Fragen klären zu können,
wurden folgende Methoden verwendet: Moderne Ansätze zur phylogenetischer
Systematik, traditionelle Alpha-Taxonomie und morphologische Analysen.
Weiterhin wurden phylogenetische Zeitabschätzungen und ereignisbasierte
biogeographische Analysen durchgeführt. Die ökologische Nische-Modellierung
wurde verwendet, um klimatische Faktoren, die die Verbreitung der Arten der
Heliotropium sect. Cochranea kontrollieren, identifizieren zu können. Siebzehn
Arten werden anerkannt und eine neue Unterart beschrieben. Die Ergebnisse
zeigen, dass Cochranea monophyletisch ist, während des Miozäns entstand und
sich während des Pliozäns diversifiziert hat. Drei neotropische Hauptclades in
Heliotropium wurden identifiziert, eine davon ist Heliotropium sect.
Cochranea. Für diese Clades wurde die morphologische Vielfalt basierend auf
vegetativen Merkmalen der Wuchsform und der Blätter untersucht. Diese
Diversität ist auch zwischen den Sippen trockener und feuchter Lebensräumen
der Neotropis verglichen worden. Heliotropium sect. Cochranea weist eine große
morphologische Vielfalt im Blattbau auf und ist daran genau so variabel wie
ihre viel artenreichere Schwestergruppe. Die morphologischen Diversität
tendiert dazu, bei Arten trockener Gebiete höher zu sein als in feuchten
Lebensräumen, besonders in Bezug auf die Blattmorphologie. Innerhalb der
neotropischen Heliotropium-Arten trockener Lebensräume trägt Sektion Cochranea
in einem besonders großen Maß zur blattmorphologischen Vielfalt bei.
Mindestens fünf unabhängige andine und außerandine Diversifizierungsereignisse
während des Spätmiozäns und Frühpliozäns wurden in neotropischen Heliotropium
nachgewiesen. Sie stimmen mit der Hypothese überein, dass die Anden und die
ariden Lebensräume Südamerikas sich schnell und in der jüngsten Vergangenheit
entwickelt haben. Winterniederschläge und Winterminimum-Temperaturen waren die
wichtigsten Variablen für die Verbreitung der Mehrheit der Arten von
Heliotropium sect. Cochranea, aber auch Sommermaximum-Temperaturen sind für
mehrere Arten wichtig. Diese Ergebnisse stehen in Einklang mit der Erwartung,
dass die Verbreitung der Arten der Sektion Cochranea durch saisonale
Schwankungen von Niederschlägen und erst sekundär durch die Temperatur. Es
wird nachgewiesen dass Heliotropium sect. Cochranea eine adaptive Radiation in
der Atacama-Wüste erfahren hat.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
adaptive radiation
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::580 Pflanzen (Botanik)
dc.title
Systematics, ecology and evolution of Heliotropium sect. Cochranea
(Heliotropiaceae) and the biogeography of the Atacama Desert
dc.contributor.contact
f.luebert@fu-berlin.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Hartmut H. Hilger
dc.contributor.furtherReferee
PD Dr. Maximilian Weigend
dc.date.accepted
2010-11-23
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000020418-7
dc.title.translated
Systematik, Ökologie und Evolution von Heliotropium sect. Cochranea
(Heliotropiaceae) und die Biogeographie der Atacama-Wüste
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000020418
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000008761
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access