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Young Genes out of the Male: An Insight from Evolutionary Age Analysis of the Pollen Transcriptome
(2015)
The birth of new genes in genomes is an important evolutionary event. Several studies reveal that new genes in animals tend to be preferentially expressed in male reproductive tissues such as testis (Betran et al., 2002; Begun et al., 2007; Dubruille et al., 2012), and thus an "out of testis' hypothesis for the emergence of new genes has been proposed (Vinckenbosch et al., 2006; Kaessmann, 2010). However, such phenomena have not been examined in plant species. Here, by employing a phylostratigraphic method, we dated the origin of protein-coding genes in rice and Arabidopsis thaliana and observed a number of young genes in both species. These young genes tend to encode short extracellular proteins, which may be involved in rapid evolving processes, such as reproductive barriers, species specification, and antimicrobial processes. Further analysis of transcriptome age indexes across different tissues revealed that male reproductive cells express a phylogenetically younger transcriptome than other plant tissues. Compared with sporophytic tissues, the young transcriptomes of the male gametophyte displayed greater complexity and diversity, which included a higher ratio of anti-sense and inter-genic transcripts, reflecting a pervasive transcription state that facilitated the emergence of new genes. Here, we propose that pollen may act as an "innovation incubator' for the birth of de novo genes. With cases of male-biased expression of young genes reported in animals, the "new genes out of the male' model revealed a common evolutionary force that drives reproductive barriers, species specification, and the upgrading of defensive mechanisms against pathogens.
Zelle, Einzeller, Vielzeller
(2000)
Precipitation and land use in terms of livestock grazing have been identified as two of the most important drivers structuring the vegetation composition of semi-arid and arid savannas. Savanna research on the impact of these drivers has widely applied the so-called plant functional type (PFT) approach, grouping the vegetation into two or three broad types (here called meta-PFTs): woody plants and grasses, which are sometimes divided into perennial and annual grasses. However, little is known about the response of functional traits within these coarse types towards water availability or livestock grazing. In this study, we extended an existing eco-hydrological savanna vegetation model to capture trait diversity within the three broad meta-PFTs to assess the effects of both grazing and mean annual precipitation (MAP) on trait composition along a gradient of both drivers. Our results show a complex pattern of trait responses to grazing and aridity. The response differs for the three meta-PFTs. From our findings, we derive that trait responses to grazing and aridity for perennial grasses are similar, as suggested by the convergence model for grazing and aridity. However, we also see that this only holds for simulations below a MAP of 500 mm. This combined with the finding that trait response differs between the three meta-PFTs leads to the conclusion that there is no single, universal trait or set of traits determining the response to grazing and aridity. We finally discuss how simulation models including trait variability within meta-PFTs are necessary to understand ecosystem responses to environmental drivers, both locally and globally and how this perspective will help to extend conceptual frameworks of other ecosystems to savanna research.
Die in Deutschland gegenwärtig durch Nährstoffeinträge und ausbleibenden Nährstoffentzug stark im Rückgang begriffenen Flechten-Kiefernwälder werden als Biotoptyp wie auch als Lebensraumtyp "Mitteleuropäische Flechten-Kiefernwälder" (Code 91T0) diskutiert. Die bisherige, sehr uneinheitliche Differenzierung von Flechten-Kiefernwäldern auf der Ebene von Biotoptypen wird dargestellt. Auf der Grundlage neuerer vegetationskundlicher übersichten werden Vorschläge für eine einheitliche Abgrenzung des Biotoptyps "Flechten-Kiefernwald" und des Lebensraumtyps 91T0 unterbreitet. Im niedersächsischen Naturwaldreservat "Kaarßer Sandberge" (Niedersachsen) wurde die Anwendung des Konzeptes erfolgreich erprobt. Nicht nur hier, sondern auch deutschlandweit wird der Rückgang der Erdflechten in den Kieferwäldern zugunsten von Drahtschmiele und/ oder pleurokarpen Moosen deutlich. Nach der derzeitigen Definition des Lebensraumtyps 91T0 besteht auf der Grundlage der FFH-Richtlinie nicht für alle Flechten-Kiefernwälder eine Chance der Verbesserung. Der Ausschluss von außerhalb des natürlichen Verbreitungsgebietes der Wald-Kiefer gelegenen sowie von durch Aufforstung angepflanzten Beständen bringt Probleme mit sich, die diskutiert werden. Für den Erhalt und die Wiederherstellung der größtenteils nutzungsbedingt entstandenen Flechten-Kiefernwälder sind praktikable Pflegemaßnahmen notwendig, die im Rahmen von Streunutzungsversuchen erprobt werden müssen.
Bei einer aktuellen Studie am Iberg in Bad Grund konnten im September 2010 acht Fledermausarten parasitologisch untersucht werden. Die Faenge ergaben Nachweise von 11 Ektoparasitenarten (Fledermausfliegen, Floehe, Flughaut- und Ohrmilben), wobei einige davon Erstfunde fuer Niedersachsen sind. Aus den Fundangaben wurden Parasitenspektren fuer die einzelnen Wirtsarten erstellt und durch weitere unveroeffentlichte Meldungen ergaenzt. Fuer den Vergleich von Ektoparasitenspektren verschiedener Wirtsarten erfolgte die Einfuehrung einer Formel, die die Berechnung einer allgemeinen "Parasitenlast" ermoeglicht. Die Betrachtung der Verteilung von Ektoparasiten auf Individuen zeigte eine starke Trennung verschiedener Parasitengruppen, ein synchrones Vorkommen wurde nur selten registriert. Moeglicherweise ist die Konkurrenz zwischen Ektoparasitenarten ein bisher unterschaetzter determinierender Faktor fuer die Praesenz auf einem Wirt.