Energiebedarf von Fledermäusen bei Ausdauer
Alle Säugetiere, die hochintensive Ausdauerübungen „betreiben“, erreichen nach dem Aufbrauchen ihrer Kohlenhydratreserven einen Punkt plötzlicher Erschöpfung. Zugvögel hingegen sind in der Lage, die für Langstreckenflüge benötigten enormen Energiemengen durch die Oxidation gespeicherter Fette bereitzustellen, und dies sogar ohne äußere Anzeichen größerer Erschöpfung. Ziel unseres Projektes ist es herauszufinden, woher migrierende Flugsäugetiere (Fledermäuse) die Energie nehmen, die sie für ihre Langstreckenflüge benötigen. Verbrennen sie angelegte Fettreserven (wie die Vögel)? Oder müssen sie unterwegs ständig Nahrung aufnehmen, sei es in der Luft oder am Boden bei Zwischenstopps?
Projektdetails
| Laufzeit: | 2019 - 2023 |
| Drittmittelfinanziert: | ja |
| Beteiligte Abteilung(en): | Abt. Evolutionsgenetik, Abt. Evolutionäre Ökologie, |
| Projektleitung im Leibniz-IZW: |
Christian Voigt (Abt. Evolutionäre Ökologie)
|
| Projektbeteiligte im Leibniz-IZW: | |
| Konsortialpartner: |
Latvia University of Agriculture, Jelgava
University of Latvia, Riga TU München, Deutschland Helmholtz Zentrum München, Deutschland MPIO Seewiesen, Deutschland |
| Aktuelle Förderorganisation: | Leibniz-Gemeinschaft (Leibniz-Wettbewerb 2019-2021, Projekt K101/2018. |
| Forschungsschwerpunkte: | Verständnis von Merkmalen und evolutionären Anpassungen |
Säugetiere erschöpfen ihre Glykogen Reserven schnell, wenn sie ausdauernde Aktivitäten mit hoher Intensität betreiben, wobei der Moment der Erschöpfung in der Regel sehr plötzlich eintritt. Im Gegensatz dazu können Zugvögel energetisch intensive Aktivitäten über längere Zeiträume nahezu ermüdungsfrei ausüben. Sie tun dies, indem sie die benötigte Energie aus der Verbrennung von Speicherfetten bereitstellen. Ziel unseres Projektes ist es, die Mechanismen zu entschlüsseln, die es migrierenden Fledermäusen erlauben, die für die langen Migrationsflüge benötigte Energie zur Verfügung zu stellen. Kernpunkt ist die Beantwortung Frage, ob Fledermäuse die für den Migrationsflug benötigte Energie wie Zugvögel aus der Verbrennung endogener Fettreserven gewinnen, oder ob sie kontinuierlich Glykogen verbrennen, wobei sie ihren Glykogenspeicher entlang der Migrationsroute regelmäßig auffüllen müssten, entweder während des Fluges oder an Zwischenstopps.
Zur Beantwortung dieser Frage untersuchen wir die migrierende Fledermausart Pipistrellus nathusii.
Als ersten Schritt werden wir ein Referenzgenom assemblieren und annotieren, das anschließend mit den Genomen von nicht migrierenden Fledermäusen, Landsäugetieren und Zugvögeln verglichen wird. Repräsentative Genome für diese Gruppen werden gegenwärtig im Rahmen des Vertebrate Genome Project (VGP), des Bird10k (10000 Vogel Genome) und des Bat1k (1000 Fledermaus Genome) Projekts generiert. Neben dem Vergleich der Genome wird auch die Genexpression zwischen migrierenden Fledermäusen und Zugvögeln verglichen, und zwar sowohl im ruhenden Zustand, als auch unter hoher Ausdauerbelastung. Durch Transkriptomanalyse (Analyse der Gesamtheit aller zu einem gegebenen Zeitpunkt aktiven Gene) können Gene identifiziert werden, die im Vergleich der beiden Zustände (Ruhe vs. Aktivität) unterschiedlich aktiviert sind. Deren genauere Überprüfung erfolgt im Anschluss mittels quantitativer PCR (qPCR). Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf Genen und Signalwegen, die funktionell in die Lipogenese und die Glykogenese integriert sind.