Comparative mitochondrial genomics in basal metazoans: new phylogenetic and functional approaches

Der Tierstamm Placozoa spielt eine Schlüsselrolle für die Rekonstruktion der frühen Evolution tierischer mitochondrialer Genome. Die vorliegende Arbeit beschäftigte sich mit mitochondrialen phylogenetischen Analysen an der Basis der Metazoa, mit mitochondrialer mRNA Prozessierung in Placozoa sowie mit vergleichenden mitochondrialen Genomanalysen und deren Einfluss auf die Taxonomie innerhalb der Placozoa. Anhand von fünf Datensätzen wurde in dieser Arbeit der Einfluss der Taxonauswahl auf mitochondriale phylogenetische Analysen untersucht. Die Ergebnisse unterstützen einerseits bekannte Verwandtschaftsbeziehungen zwischen ursprünglichen Vielzellern und identifizieren darüber hinaus problematische Taxa. Mitochondriale Daten erscheinen insbesondere für genealogische Analysen unterhalb des Tierstamm-Niveaus hilfreich, da die aktuell verfügbaren evolutionären Modelle aufgrund von Datenheterogenität und analysebedingten Artefakten bei höheren taxonomischen Ebenen an ihre Grenzen stoßen. Die in dieser Arbeit durchgeführte hochabdeckende RNA-Sequenzierung ergab, dass das cox1 Gen der Placozoa anstatt einer mRNA Editierungsposition ein ultrakurzes 1-Basenpaar-Mikroexon enthält. Dieses Mikroexon ist das erste mitochondriale 1-Basenpaar-Exon, das jemals im Tierreich gefunden wurde. Die Analyse von neun neuen mitochondrialen Genomen förderte eine unerwartete genetische Vielfalt und komplexe mtDNA Evolution innerhalb der Placozoa zutage. Unterstützt durch Kerngenomdaten führte diese mitochondriale Vielfalt zur formellen Beschreibung der neuen Placozoa-Gattung Polyplacotoma. Weitere mtDNA Analysen gaben darüber hinaus neue Einsichten in die Anreicherung von GC-reichen Haarnadelstrukturen, die Evolution der Genanordnung sowie die Genfragmentierung innerhalb der Placozoa.