Bioinformatic analysis and interpretation of genomics data for species delimitation
Molekulare Sequenzdaten sind eine wichtige Informationsquelle zur Artbestimmung und Artabgrenzung, vor allem in Kombination mit morphologischen Daten in sogenannten integrativen Ansätzen. Mit der Entdeckung des genetischen Codes begann eine neue Ära der Taxonomie. Der genetische Code jedes einzelnen Organismus enthält die Informationen für die gesamte Art. Um diesen Code zu extrahieren, zu lesen und zu verstehen, benötigen wir bestimmte Methoden und Techniken. Aber wir alle wissen, dass es auf dem Planeten Millionen lebender Organismen gibt. So stellt sich die Frage: Können wir den DNA-Code von jedem von ihnen lesen? Können wir die gleiche Methodik anwenden, die wir auch für Tiere anwenden, um die DNA Sequenzinformation einer Pflanze zu erhalten? Mit nur geringfügigen Änderungen ist dies möglich. Eine wichtige Aufgabe ist die Auswahl der Gene oder genetischer Marker Regionen. Da wir in der Regel nicht das gesamte Genom, sondern nur bestimmte genetische Regionen sequenzieren, müssen wir äußerst sorgfältig auswählen. Je nach unserm Ziel müssen wir entscheiden, ob wir sehr konservative Regionen oder Regionen mit hoher Mutationsrate benötigen. Zu beachten ist auch, dass die verschiedenen Organismengruppen unterschiedliche Genome besitzen. Pflanzen, als photosynthetisch aktiven Organismen, haben eine einzigartige Chloroplasten-DNA, welche bei Tieren fehlt. Grundlegende Schritte einer taxonomischen Forschung sind Probensammlung sowie die Erstellung von Herbar Belegen, Probenvorbereitung, DNA-Extraktion, Polymerasekettenreaktion und Sequenzierung. Mit diesen Schritten erhalten wir molekulare Sequenzdaten, die wir verwenden können, um unsere Forschungsfragen zu beantworten. Die Auswertung dieser Daten erfordert unterschiedliche bioinformatische Methoden: von der Bearbeitung der Rohdaten bis zur Berechnung phylogenetischer Bäume. Bei der Interpretation molekularer Phylogenien ist es wichtig auch die morphologischen Eigenschaften der bearbeiteten Proben mit ein zu beziehen um ein allumfassendes Bild zu erhalten.