Durvillaea

Duvillaea bull kelp diversity appears to have been affected by uplift along the Akatore fault zone. Phylogeographic analyses using mitochondrialCOX1 sequence data and genotyping by sequencing data for thousands of anonymous nuclear loci, indicate that a historic uplift event (800 – 1400 years before present) along the fault zone and subsequent recolonisation, has left a lasting impact upon the genetic diversity of the intertidal species D. antarctica and D. poha, but not on the subtidal species D. willana.^[18][50] Such a genetic impact may support the founder takes all hypothesis.^[18][50] Further genetic analysis has revealed that the population structure of two epifaunal species, the gribble L. segnis and the chiton O. neglectus, closely matches the pattern observed in the intertidal host species of Durvillaea along the Akatore fault zone.^[7] However, no matching pattern was observed for another epifaunal species, the amphipod P. karaka, most likely because this species has better swimming potential and can rely upon other host seaweeds.^[7]

A substantial die off of Durvillaea bull kelp occurred along the Kaikoura coastline following the 2016 Kaikoura earthquake, which caused uplift up to 6 metres.^{[19][6][45][46][47]} The loss of Durvillaea kelp caused ecological disturbance, significantly affecting the biodiversity of the local intertidal community.^[45][46][51] Aerial drone imaging two years after the earthquake indicated that Durvillaea abundance remained low on reefs with significant uplift, but it revealed offshore refuge populations less frequently detected by field researchers.^[52]

遺伝子解析によると、その後影響を受けた海岸線に到達したDurvillaeaの一部 (つまり潜在的な入植者) は、1,200 キロメートル以上離れた地域から来たことが示されました。 ^{[ 47 ]}別の研究では、研究者らは地震直後に死にかけているD. antarcticaを採取して「隆起前」の集団のゲノム多様性を捉え、その後新たに形成された潮間帯内のD. antarcticaの新規加入者を採取して「隆起後」の集団構造を推定しました。^{[ 51 ]}集団ゲノム解析では、 D. antarcticaによる再定着から 4 年以内に遺伝的多様性にほとんど変化がないことが示されました。^{[ 51 ]}これらのゲノム結果と、隆起帯全体でのDurvillaeaの回復に関する現地観察、および海洋学的連結性モデリングを組み合わせると、生き残ったD. antarcticaの集団(通常は潮間帯内でまばらで低い) が初期の再定着を支配したという仮説が立てられました。^{[ 51 ]}研究者らは、新たに形成された海岸線はまだ完全に再植民地化されておらず、カイコウラ地域のD. antarcticaの個体群構造とゲノム多様性は今後数十年の間に変化する可能性が高いと主張した。^{[ 51 ]}

遺伝学的研究では、 D. antarcticaに関連する細菌を調査し、2016 年の地震が、撹乱され隆起した個体群のマイクロバイオームの多様性を変化させたことがわかりました。^{[ 24 ]}具体的には、分析により、撹乱されたブルケルプの個体群は、撹乱されていない個体群よりも、機能的、分類学的、系統発生的な微生物のベータ多様性が高いことが示されました。^{[ 24 ]}この変化は、地震後の宿主であるD. antarctica個体群の急激な減少によって引き起こされたと仮説が立てられました。 ^{[ 24 ]}

マールボロのブレナム近郊のラランギで採取されたD. antarctica は、近隣の地理的集団とは遺伝的に異なっており、このケルプは、南に 300 km 以上離れたバンクス半島で採取されたD. antarctica集団と最も近縁であることが判明している。 ^{[ 53 ]}地質学者は、 LiDARマッピングと現地調査に基づいて、同じ場所で隆起した岩だらけの海岸線のゾーンを発見した。^{[ 53 ]}上記のゲノムと地質学的証拠を組み合わせることで、研究者は、ラランギの海岸線の小さな部分が、6000 年前から 2000 年前の間に発生した 4 つの大きな地震のうちの 1 つによって隆起し、その高さと突然さがD. antarcticaの元の集団を絶滅させるのに十分であったという仮説を立てた。^{[ 53 ]}この仮説によれば、現在の個体群は近隣の地理的個体群とは関係のないケルプの塊によって形成され、その結果、ラランギに現在存在する遺伝的に異なる個体群が形成された。^{[ 53 ]}

遺伝子データに基づくと、主に南部に限定されている種であるD. poha は、ウェリントン沿岸で低頻度で見られることから、最近北島に分布域を拡大したようです。 ^{[ 54 ]}この分布域の拡大は、1855 年のワイララパ地震を含む、過去の地震によって引き起こされた地殻隆起と地滑りの影響を受けた地域と一致しています。^{[ 54 ]}このような地殻変動によるD. antarcticaの除去と新しい海岸線の形成は、D. poha がクック海峡の北の海岸線にうまく定着するための生態学的機会を提供したと考えられます。^{[ 54 ]}

D. antarcticaの遺伝学的研究により、1855 年のワイララパ地震の隆起帯全体にわたって、個体群構造の明確な単位が特定されました。^{[ 55 ]}特に、最も大きな隆起 (2 ～ 6 m) を受けたトゥラキラエ岬では、 D. antarcticaの 2 つの空間ゲノムセクターが特定されました。 ^{[ 55 ]}系統地理学的モデリングにより、ウェリントン地域で中程度の隆起 (≤2 m) を生き延びたブルケルプは、2 つの並行した東向きの植民地化イベントによってトゥラキラエ岬に再定着した可能性が高く、その結果、観察された 2 つの個体群構造単位が生じたことが示されました。^{[ 55 ]}この研究で観察された階層的な系統地理学的変異は、人間が観察可能な時間スケール (つまり、200 年未満) での自然撹乱の結果としての、隣接セクター化 (創始者総取りを参照) の非実験的証拠を提供しました。^{[ 55 ]}

ウェリントンとワイララパ周辺のD. willanaの現在の地理的分布域の空白は、1855年のワイララパ地震などの歴史的な地震による隆起イベント後の局所的な絶滅によって引き起こされた可能性があるという仮説が立てられている。 ^{[ 17 ]}しかし、アカトレ断層帯に沿った隆起は、その地域のD. willanaの遺伝的多様性に大きな影響を与えていないようだ。^{[ 18 ]}アカトレのこの遺伝学的結果の解釈は、地震による隆起はD​​. willanaのような潮下帯のケルプ種の完全な絶滅を引き起こすには不十分である可能性が高いということである。^{[ 18 ]}