| |
 Themen
und Projekte : Evolutionsgenetik
I. Gene, Gesundheit & Sex: Bedeutung der Variabilität
von Immungenen (MHC, Major Histocompatibility Complex)
in der Evolutionsbiologie, Verhaltensökologie und
im Artenschutz (Leitung Prof. Dr. S. Sommer)
Der MHC (Haupthistokompatibilitätskomplex) ist ein Paradigma
für adaptive Evolution und ein exzellentes System, um vielfältige
theoretische Aspekte der Evolutionsbiologie und evolutionsrelevanter
Ökologie zu überprüfen. Neben Aufgaben in der Resistenz gegen
Pathogene und Parasiten werden Genprodukten des MHCs auch Funktionen
in der olfaktorischen Kommunikation und Verwandtschaftserkennung,
Partnerwahl und damit Inzuchtvermeidung zugeschrieben. Da der
hohe Polymorphismus des MHCs durch Selektionsmechanismen aufrecht
erhalten wird und in die Immunantwort involviert ist, zeigen
MHC-Loci Variationsmuster, die nicht nur Einblick in die adaptive
genetische Variation von Arten vermitteln, sondern auch adaptive
Unterschiede zwischen Populationen dokumentieren und vergangene
selektive Ereignisse widerspiegeln können. In vergleichenden
Analysen selektionsneutraler Marker und Genen des Immunkomplexes
untersuchen wir deren Bedeutung in der Parasitenresistenz und
Partnerwahl, die zugrunde liegenden Selektionsmechanismen, sowie
die Auswirkungen von Fragmentierung.- und Degradierungsprozessen
auf Populationsgenetik und Fitnessparameter in diversen Säugetierarten
unter natürlichen Selektionsbedingungen.
Laufende Projekte (Details)
- Schutz der Biodiversität in fragmentierten Landschaften
des Atlantischen Plateaus von Sao Paulo - Konsequenzen von Habitatfragmentierung
auf die Populationsstruktur, genetische Diversität und Parasitenresistenz
von Kleinsäugern des brasilianischen Küstenregenwaldes (Mata
Atlântica) (BMBF, BIOCAPSP).
- Infektionskrankheiten – Selektion und Wirt-Pathogen Koevolution
- Einfluss unterschiedlicher Landnutzung auf Parasitenbelastung
und Variabilität von Immungenen (MHC) - Untersuchungen am Beispiel
ausgewählter Kleinsäugerarten entlang eines Niederschlagsgradienten
im südlichen Afrika.
- Genetische Variabilität und Immunstatus afrikanischer Raubtiere.
- MHC-Diversität neotropischer Fledermäuse.
- Gene, Sex & Gesundheit: Effekte von Sozialsystem und
Partnerwahl auf die genetische Konstitution und Parasitenbelastung
- Untersuchungen zu den Konsequenzen der Damenwahl am Beispiel
zweier Lemurenarten (Microcebus murinus, Cheirogaleus medius).
II. Adaptationsgetriebene Differenzierung/Spezitation
und Naturschutz (Leitung Dr. J. Fickel)
Viele Arten existieren als Gruppe räumlich voneinander getrennter
Populationen (Metapopulation), die in der Regel unterschiedlichen
Umweltbedingungen (Selektionsdrücken) ausgesetzt sind. Der beschränkte
genetische Austausch führt im Laufe der Zeit zu genetischen
Unterschieden zwischen diesen Einzelpopulationen, die bis zur
Artbildung (Spezitation) führen können. Wir untersuchen die
Prozesse, die für die Entstehung und räumliche Verteilung dieser
genetischen Unterschiede verantwortlich sind. Dies geschieht
durch Rekonstruktion bestimmter Gen-(Gengruppen)Bäume in den
Einzelpopulationen unter Berücksichtigung deren geographischer
Verteilung in Gegenwart und Vergangenheit und im Kontext der
Gesamtpopulation. So können Ereignisse wie Populationsexpansionen,
demographische Flaschenhälse, Vikarianz, Migration, sowie die
resultierende unterschiedliche lokale Umwelt- und Ernährungsadaptation
und Pathogenexposition untersucht, und deren Anteil auf die
gegenwärtige genetische Struktur von Populationen ermittelt
werden.
Laufende Projekte (Details)
1. Populationsdifferenzierung/ Spezitation
und Artenschutz
- Phylogeografie, Radiation und Hybridisierung bei Tieren
mit kurzer (Hasen- und Hirschartige) und langer Generationszeit
(Asiatischer Elefant).
- Pre- und post-pleistozäne Kladogenese beim Europäischen
Feldhasen (Lepus europaeus) in Relation zu Umwelt(Klima-)veränderungen.
- Nicht-invasive Probennahme zur Bestimmung von Spezieszugehörigkeit,
genetischer Populationsstruktur and räumlicher Verteilung
von forstwirtschaftlich (Wildschwein, Sus scrofa) und naturschutzrelevanten
Säugern (Eurasischer Otter, Lutra lutra).
2. Evolution adaptiver Eigenschaften in Herbivoren
- Adaptation an pflanzliche anti-nutritive Komponenten
(Tannine und prolinreiche Proteine).
- Saisonalität und Regulation der Spermatogenese (Regulation
der Wachstumsfaktorrezeptoren-Genexpression beim Reh (Capreolus
capreolus).
3. Evolution von Wirt-Pathogen-Interaktionen
- Molekularbiologie und Epidemiologie wildtierrelevanter
Pathogene (z.B. endotheliotropes Elefanten-Herpesvirus EEHV,
Europäisches-Feldhasen-Syndrom-Virus EBHSV)
- Transmission von Haustierpathogenen auf Wildtiere (z.B.
Staupe, Streptococcus-Infektionen)
III. Selektion und Anpassung
(Leitung PD Dr. A. Ludwig)
Ich interessiere mich für ein weites Spektrum wissenschaftlicher
Fragestellungen. Obwohl einzelne Arten oder Methoden dabei von untergeordneter
Bedeutung sind, ist meine Forschung auf Evolutionsbiologie und Artenschutz
fokussiert mit der Genetik als verbindendes Element zwischen beiden
Fachgebieten. In den letzten Jahren bildete die Analyse alter (fossiler)
DNA einen wichtigen Schwerpunkt meiner Forschung. Die Analyse archäologischer
Proben ermöglicht einen Blick in die Vergangenheit von Arten und
Ökosystemen und gibt damit wertvolle Hinweise zur Interpretation
der rezenten Biodiversität sowie zum Schutz bedrohter Arten. Eine
bessere Anpassung an sich verändernde Klimabedingungen im Ostseeraum
begünstigte zum Beispiel eine transatlantische Kolonisierung nordamerikanischer
Störe (Acipenser oxyrinchus). Interessanterweise gründeten weniger
als 20 Individuen innerhalb weniger Jahrzehnte eine eigenständige
Population während des frühen Mittelalters. Dabei verdrängten sie
nahezu vollständig ihre europäische Schwesterart (A. sturio) aus
der Ostsee. Heute widmen sich die Gesellschaft zur Rettung des Störs
und unser Partnerinstitut für Gewässerökologie und Binnenfischerei
ihrer Wiederansiedlung in deutschen Gewässern. Unsere Haustiere
sind weitere exzellente Modelle für Selektionsforschung. Die Domestikation
ihrer Stammarten veränderte die Geno- und Phänotypenstrukturen innerhalb
sehr kurzer Zeit in einer sehr nachhaltigen Art und Weise. Schon
nach wenigen Generationen unter dem Einfluss gezielter Zucht stieg
die phänotypische Variabilität sprunghaft an. Diese Veränderungen
werden in einem Projekt zur Domestikation des Pferdes sowohl auf
phänotypischer als auch genotypischer Ebene adressiert. Das Projekt
fokussiert auf die Fellfarben von Wildpferden vor der Domestikation
und Zunahme der Farbvariabilität unmittelbar am Beginn der Überführung
in den Haustierstand (Bronze- bis Eisenzeit). Meine Hoffung ist,
dass die aus diesen Projekten gewonnenen Kenntnisse zu natürlichen
und artifiziellen Umformungen von Genotypen, Populationen, Arten
und letztlich ganzer Ökosysteme unser generelles Verständnis von
Evolution und Artenschutz voranbringen wird.
Wichtige Projekte (Details):
- Wiederansiedlung des Störs
- Domestikation des Pferdes
|
