Analysing plant invasions across multiple scales using Ageratina adenophora as a case study

Abstract

Transkontinentale biologische Invasionen ähneln großen Transplantationsexperimenten und bieten die Gelegenheit, öko-evolutionäre Phänomene zu untersuchen. Die heutige Ausbreitung der aus Mexiko stammenden Pflanze Ageratina adenophora (Asteraceae) ist ein weltweites Problem, da sie als schädliche invasive Art in mehreren Ländern auftritt. Die apomiktische, triploide Pflanze ist in feucht-tropischen Gebieten und sub-montanen Bergregionen hoch invasiv. Durch Nutzung von A. adenophora als Modellorganismus unter Anwendung verschiedener experimenteller und makroökologischer Methoden auf verschiedenen räumlichen Skalen habe ich einige evolutionär und ökologisch bedeutsame Fragen geklärt: 1) A. adenophora zeigt ein unimodales Verbreitungsmuster entlang eines Höhengradienten im westlichen Himalaya. 2) Bei A. adenophora traten bisher keine kurzfristigen evolutionären Änderungen entlang des Höhengradienten im westlichen Himalaya auf. 3) Die ökologische Nische von A. adenophora hat sich in Asien und Australien deutlich vergrößert. Meine Arbeit unterstreicht das Risiko von Invasionen trotz fehlender evolutionärer Änderungen.

Biological invasions across multiple continents are akin to large-scale transplant experiments and can provide a chance opportunity to study eco-evolutionary phenomenons. The spread of the Asteraceae Ageratina adenophora is of global concern, as it has been recognized as a noxious invasive plant species in numerous countries. Native to Mexico, this apomictic, triploid plant is highly invasive in moist subtropical and sub-temperate montane regions. Using Ageratina adenophora as a model species and employing a suite of experimental and macroecological methods at different spatial scales, I have attempted to answer several questions of evolutionary and ecological significance in this thesis. I found that 1) Ageratina adenophora has a unimodal pattern of distribution along elevational gradient in western Himalaya. 2) Ageratina adenophora has not undergone any rapid evolutionary changes along an elevational gradient in western Himalaya 3) The niche of Ageratina adenophora has expanded considerably in Asia and Australia. The thesis highlights the risk of invasion despite absence of evolutionary changes.