Genomik und Phylogenomik

Die Verwandtschaftsverhältnisse der großen evolutionären Linien der Tiere ("Phyla") wird immer noch kontrovers diskutiert. „Phylogenomische“ Analysen von Aminosäuresequenzen haben viel zu unserem Verständnis der Stammesgeschichte der Tiere (Metazoa) beigetragen und haben auch oft "klassische" Phylogenien, die auf morphologischen Merkmalen oder einzelnen/wenigen Genen beruhen, widerlegt und in Frage gestellt.

Insbesondere die phylogenetischen Beziehungen der nicht-bilateralen Tiere (Schwämme, Placozoen, Nesseltiere, Rippenquallen) und ihre Beziehungen zu den Zweiseitentieren (Bilateria) sind noch lange nicht geklärt: Welche Stellung haben die Porifera (Schwämme)? Welche Stellung nehmen die Placozoa und/oder die Rippenquallen (Ctenophoren) ein? Sind die Ctenophora bzw. die Placozoa im Vergleich zu den Porifera eher ursprünglich oder abgeleitet? Welche Auswirkungen auf unser Verständnis der frühen Evolution der Tiere hat das?

Wir wenden phylogenomische sowie vergleichend genomische Ansätze wie Transkriptom- und Genomsequenzierung an, um einen Beitrag zur Lösung dieser wichtigen Fragen zu leisten. Vollständige Genomsequenzen von nicht-bilateralen Tieren liefern nicht nur wichtige Informationen zur Rekonstruktion von Phylogenien, sondern auch über das genomische Instrumentarium der frühen Metazoen, das ihren bemerkenswerten evolutionären Erfolg seit dem Präkambrium ermöglichte.

Schlüsselpublikationen

• Pett, W., Adamski, M., Adamska, M., Francis, W.R., Eitel, M., Pisani, D., Wörheide, G., 2019. The role of homology and orthology in the phylogenomic analysis of metazoan gene content. Molecular Biology and Evolution 36, 643–649.
• Mills, D.B., Francis, W.R., Vargas, S., Larsen, M., Elemans, C.P.H., Canfield, D.E., Wörheide, G., 2018. The last common ancestor of animals lacked the HIF pathway and respired in low-oxygen environments. eLife 7, e31176.
• Feuda, R., Dohrmann, M., Pett, W., Philippe, H., Rota-Stabelli, O., Lartillot, N., Wörheide, G., Pisani, D., 2017. Improved modelling of compositional heterogeneity supports sponges as sister to all other animals. Current Biology 27, 3864–3870.
• Simion, P., Philippe, H., Baurain, D., Jager, M., Richter, D.J., Di Franco, A., Roure, B., Satoh, N., Quéinnec, É., Ereskovsky, A., Lapébie, P., Corre, E., Delsuc, F., King, N., Wörheide, G., Manuel, M., 2017. A large and consistent phylogenomic dataset supports sponges as the sister group to all other animals. Current Biology 27, 958–967.
• Francis, W.R., Wörheide, G., 2017. Similar ratios of introns to intergenic sequence across animal genomes. Genome Biology and Evolution 9 (6), 1582–1598.
• Dohrmann, M., Wörheide, G., 2017. Dating early animal evolution using phylogenomic data. Scientific Reports 7, 3599.
• Pisani, D., Pett, W., Dohrmann, M., Feuda, R., Rota-Stabelli, O., Philippe, H., Lartillot, N. & Wörheide, G., 2015. Genomic data do not support comb jellies as the sister group to all other animals. Proceedings of the National Academy of Sciences 112(50): 15402-15407. Open Access.
• Philippe, H., Brinkmann, H., Lavrov, D.V., Littlewood, D.T.J., Manuel, M., Wörheide, G., Baurain, D., 2011. Resolving difficult phylogenetic questions: why more sequences are not enough. PLoS Biology 9, e1000602. (open access)
• Philippe, H., Derelle, R., Lopez, P., Pick, K., Borchiellini, C., Boury-Esnault, N., Vacelet, J., Renard, E., Houliston, E., Quéinnec, E., Da Silva, C., Wincker, P., Le Guyader, H., Leys, S., Jackson, D.J., Schreiber, F., Erpenbeck, D., Morgenstern, B., Wörheide, G., Manuel, M., 2009. Phylogenomics revives traditional views on deep animal relationships. Current Biology 19, 706–712.
• Pick, K.S., Philippe, H., Schreiber, F., Erpenbeck, D., Jackson, D.J., Wrede P., Wiens M., Alié, A., Morgenstern, B., Manuel, M., Wörheide, G., 2010. Improved phylogenomic taxon sampling noticeably affects non-bilaterian relationships. Molecular Biology and Evolution 27, 1983–1987.