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Molekulare Grundlagen und Evolution visueller Partnererkennung bei Schmetterlingen der Gattung Heliconius

Fachliche Zuordnung Biologie des Verhaltens und der Sinne
Evolution, Anthropologie
Förderung Förderung von 2017 bis 2023
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 324604099
 
Erstellungsjahr 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Viele eng verwandte Tierarten bleiben nicht deshalb getrennte Arten, weil ihre Individuen keine lebensfähigen Nachkommen zeugen könnten, sondern weil sie sicherst gar nicht miteinander verpaaren. Obwohl die Bedeutung von Verhaltensbarrieren für die Artbildung seit dem frühen 20. Jahrhundert anerkannt ist, wissen wir nur wenig über die Gene, die Veränderungen von Verhaltenspräferenzen in natürlichen Populationen zugrunde liegen. Unser Projekt befasst sich mit Verhaltenspräferenzen für visuelle cues (Hinweisgeber), die das Paarungsverhalten beeinflussen . Tiere nutzen häufig Farben und andere visuelle Hinweise, um geeignete Partner anzuziehen und zu erkennen. Die Entwicklung dieser Farbmerkmale wird zunehmend auf genetischer Ebene verstanden. Wir wissen jedoch nur wenig über die Gene, die den entsprechenden Präferenzen zugrunde liegen. Dies ist insofern von Bedeutung, als die Identifizierung der beteiligten Gene der Schlüssel dazu ist,herauszufinden, wie bestimmte Verhaltensweisenwährend der Entwicklung und über evolutionäre Zeiträume hinweg entstehen. Tropische Heliconius-Schmetterlinge weisen eine Vielzahl von Warnmustern auf, die zudem eine wichtige Rolle bei der Partnerwahl spielen. Mein Ziel ist es, die genetische Grundlage der Variation im Präferenzverhalten in Bezug auf die entsprechenden Farbmuster zu verstehen. Durch die Kombination umfangreicher Verhaltensexperimente mit Genom- und CRISPR/Cas9-Techniken haben wir eine Reihe wichtiger Entdeckungen in Bezug auf die Evolution und die genetischen Grundlagen der visuellen Präferenzen gemacht. Bisher konnte meine Arbeit drei wichtige und neue Beiträge liefern: Wir haben ein Verhaltensgen bei Heliconius identifiziert und funktionell getestet. Dies stellt einen bedeutenden empirischen Fortschritt dar und wirft ein Licht darauf, wie komplexe Verhaltensweisen im Genom kodiert werden können. - Wir haben zudem die genetische Identität von weiteren, eng miteinander verknüpften Loci, die der lokalen Anpassung und der assortativen Paarung zugrunde liegen geklärt, und gehen damit auf seit langem bestehende Fragen in der Speziationsforschung ein. - Wir stellen die erste direkte Verbindung zwischen einem bestimmten Verhalten und einem bestimmten, durch Inter-spezifische Paarung neu eingebrachten (‚introgressierten‘) Gen her und zeigen somit, dass die Hybridisierung zwischen Arten die Evolution von Verhaltens vorantreiben kann. Insgesamt erlauben uns unsere Ergebnisse, die gemeinsame Evolutionsgeschichte von solchen Genenbesser zu verstehen, die dank ihrer entscheidenden Rolle in der Partnerwahl für die Divergenz von Populationen und die Evolution neuer Arten verantwortlich sind. Darüber hinaus eröffnen sie uns die Möglichkeit zu verstehen, wie das Gehirn visuelle Reize integriert und genetische Veränderungen in unterschiedliche, ökologisch relevante Verhaltensweisen umsetzt.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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