Project

Het combineren van genomische data en machine learning methoden voor het reconstrueren van fylogenetische en evolutionaire geschiedenis van Ocotea en Nectandra (Lauraceae)

Code
365Q01224
Looptijd
01-03-2024 → 28-02-2026
Financiering
Middelen door bilaterale samenwerking (privé en stichtingen)
Onderzoeksdisciplines
  • Natural sciences
    • Biogeography and phylogeography
    • Phylogeny and comparative analysis
    • Speciation
Trefwoorden
Evolutie Zuid-Amerika Afrika Lauraceae
 
Projectomschrijving

Het zijn fascinerende en uitdagende tijden voor biologisch onderzoek en kennis. Aan de positieve kant zijn we in staat biologische diversiteit te bestuderen, door gebruik te maken van miljoenen DNA baseparen en deze op inventieve manier te combineren met collectieinformatie van online dataopslagplaatsen. Nieuwe wegen openen zich voor systematische en fylogenetische studies, en onze kennis over de effecten van incomplete lineage sorting en introgressie is toegenomen. De overvloed aan data worden gecombineerd met nieuwe analysemethoden, zoals artificial intelligence, om moleculaire en morfologische data te analyseren en patronen in de natuur te ontdekken. Deze vooruitgang is een direct gevolg van wetenschappelijke ontwikkelingen, terwijl materiële vooruitgang ook uitdagingen voor de mensheid en natuur heeft voortgebracht. In hoog tempo verliezen we onze natuurlijk omgeving, het aantal bedreigde en uitgestorven soorten neemt toe, met slechts enkele beschermde gebieden dichtbij of in biodiversiteit-hotspots.

Technologie heeft een sleutelrol om het effect van economische ontwikkelingen op de natuurlijke omgeving te verminderen. Het tijdperk van big data biedt een mogelijkheid om alle beschikbare gegevens hiervoor te gebruiken. In de discipline plantensystematiek en -evolutie, biedt dit nu de mogelijkheid om fylogenetische verwantschappen accuraat in te schatten, en soortsomgrenzingen precies vast te stellen. Deze toename in kennis leiden tot betere beslissingen in conservatie en beheer van bedreigde soorten.

In dit project combineren we genomische data met moderne analysemethoden in onderzoek van de taxonomie, systematiek en fylogenie van het Ocotea complex, en de gehele familie van de Lauraceae. De Lauraceae is een familie van 2500-3500 soorten van houtige planten, vaak zeer grote bomen, in (sub-)tropische regios. Qua groeivorm is het parasitaire genus Cassytha een uitzondering in de familie. De familie is economisch belangrijk door de vele soorten die hout van hoge kwaliteit leveren, en door de bekende nutsplanten kaneel (Cinnamomum Schaeff.), sassafrasolie (Sassafras albidum J.Pres.), en eetbare vruchten zoals de avocado (Persea americana Mill.).

Fylogenetische relaties en soortsomgrenzing zijn zeer complex in deze familie, en met name in twee genera Ocotea en Nectandra, die samen 450-500 soorten bevatten.

De doelen van dit project zijn:

- het ontwikkelen van een nieuwe target capture kit voor het sequeneren van single copy genen van het kerngenoom

- het reconstrueren van de fylogenetische en biogeografische geschiedenis van Ocotea en Nectandra op soortsniveau, gebruik makend van de nieuwste methoden op het gebied van machine learning en deep learning.

- het evalueren van de implicaties van de resultaten voor het risico op uitsterven en de conservatie van soorten.