Evolution of South African Bruniaceae: evidence from ecological and geographical investigations

Abstract

The central aim of the present study was to analyse ecological and geographical mechanisms that led to the species diversity and distribution pattern of the South African ( sub-) endemic Bruniaceae shown today. To answer the question if the endangerment of some species and the sometimes restricted distribution area is due to an incongruence of pollination and breeding system, pollinator observations and the breeding system were analysed. rnThe effectiveness of the plant-pollinator interactions should be reflected in the reproductive success wherefore fruit set analyses were carried out. The genetic constitution of distant and close-by populations along a spatial gradient should illuminate gene-flow or habitat isolation that could have led to the species diversity. Since niche-inhabitation could be shown in the present study, an overall biogeographical analysis illuminated the distribution pattern on family level and the geographical as well as ecological factors that led to species persistence. rnThe study illuminated that the plant-pollinator interactions and the breeding system are adaptations to the fynbos biome but can not be defined as factors that drove speciation or have tremendous influence on distribution of Bruniaceae. In fact the geography of South Africa with its fragmented landscape as well as close niche-inhabitation of co-occuring species is the reason for species diversity and the recent distribution.rn

Die zentrale Fragestellung der Arbeit befasste sich mit der Analyse ökologischer und geographischer Isolationsmechanismen, die der Grund für die die morphologische Diversität und das rezente Verbreitungsareal der (sub-) endemischen Bruniaceae Südafrikas sein könnten. Um die Frage beantworten zu können, ob die Gefährdung mancher Arten mit einer Inkongruenz von Bestäubern und Reproduktionssystem korreliert wurden das Bestäuber- und Reproduktionssystem analysiert. Die Effektivität der Blüte-Bestäuber Interaktion wurde mittels Frucht- bzw. Samenanalyse ermittelt. Der mögliche Genfluss zwischen nah benachbarten und weit entfernten Populationen wurde mittels einer populationsgenetischen Analyse beleuchtet. Da viele Arten ein überlappendes Verbreitungsareal aufweisen, und in der vorliegenden Arbeit Nischenbildung gezeigt werden konnte, wurde eine biogeographische Analyse auf Familienebene durchgeführt, um Faktoren zu beleuchten, die zur Artstabilität beitragen. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass das Reproduktions- und Bestäubersystem die Fitness erhöhen, allerdings keine artbildenden Faktoren darstellen. Vielmehr sind die Geomorphologie Südafrikas und die Feuerökologie des Fynbos der Grund für die aktuelle Verbreitung und die Artenvielfalt.