FOR 2682:  Seasonal temperature acclimation in Drosophila

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 347368302

Fruchtfliegen (Drosophilidae) können erhebliche landwirtschaftliche Schäden verursachen, dienen aber auch als Modelorganismen der Wissenschaft. Obwohl diese Tiere intensiv erforscht werden, ist unser Wissen über deren Temperaturverhalten jedoch nur begrenzt. Dabei ist die Reaktion dieser Insekten auf Temperaturschwankungen nicht nur von wissenschaftlichen Interesse, Erkenntnisse über dieses Thema könnten auch die wirtschaftliche Haltung dieser Tiere verbessern (zum Beispiel in genetischen Sammlungen). Zudem, mit der fortschreitenden Erderwärmung benötigen wir ein aussagekräftiges Tiermodel, welches es uns ermöglicht die Auswirkungen des Klimawandels auf wechselwarme Tiere abzuschätzen. Zum Beispiel verbreitet sich der Schädling Drosophila suzukii in Erdteilen, welche normalerweise nicht erforderlichen Temperaturvoraussetzungen für das Überleben der Kirschessigfliegen bieten. Wie also passen diese Fliegen ihre Physiologie und ihr Verhalten an die sich schnell ändernde Umwelt an?Unsere Forschergruppe stellt einen synergistischen und multidisziplinären Ansatz dar, welcher darauf abzielt die Grundlagen des Temperaturverhaltens (im Labor und im Feld) in Fruchtfliegen zu studieren und danach diese Erkenntnisse auf die Kirschessigfliege zu übertragen. Wir planen mit modernsten bildgebenden Verfahren die temperaturabhängige Entwicklung und das Wachstum der Insekten zu studieren. Zudem wollen wir, unter Verwendung von ‚cutting edge’ Lipidomics und gezielter Nahrungsmittelchemie, den Einfluss des aufgenommenen Futters auf die Temperaturresistenz der Versuchstiere untersuchen. Wir wollen außerdem feststellen, ob epigenetische Veränderungen der Chromatinstruktur, mitochendriale Variationen in den Fliegenzellen oder Mikroben-Wirtsbeziehungen die Widerstandskraft der Fliegen erhöhen. Anschließend wollen wir unsere Ergebnisse anhand freilebender Wildtiere im Verlauf eines Jahres überprüfen. Dabei werden wir auch festhalten, ob das Mikrobiom im Feld jahreszeitliche Veränderungen zeigt und messen, wie diese Veränderung sich auf den Metabolismus der Fliegen auswirkt und so den maximalen Temperaturbereich dieser Insekten reguliert.Mit einer Gesamtbetrachtung aller Daten erhoffen wir uns ein detailliertes Bild, welches das Anpassungsverhalten von Fruchtfliegen beschreibt und die Formulierung von allgemeingültigen Aussagen für Insekten (oder wechselwarme Tiere) zulässt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Der Einfluss von Mikroben auf die Temperaturresistenz von Fruchtfliegen (Antragsteller Kaltenpoth, Martin )
• Die Anpassung von Fruchtfliegen an oxidativen Stress im gemässigten Klima (Antragsteller Parsch, John )
• Die Dynamik des Lipidomes während der Akklimatisierung von Fruchtfliegen an Temperaturschwankungen (Antragsteller Shevchenko, Andrej )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Brankatschk, Ph.D., Marko )
• Membranlipide und die Insulinsignaltransduktion (Antragsteller Coskun, Ünal )
• Mikroben und Hitzeresistenz von Fruchtfliegen (Antragsteller Brankatschk, Ph.D., Marko )
• Untersuchung der temperaturabhängigen Genregulation des Polycomb-clusters und die Evolution stabiler Genexpression in Drosophila melanogaster (Antragstellerin Voigt, Ph.D., Susanne )
• Wie erhöht der Insulin abhängige Metabolismus den Entwicklungserfolg von Fruchtfliegen bei hohen Temperaturen? Eine biophysikalische und metabolische Analyse (Antragsteller Brankatschk, Ph.D., Marko )

• Sprecher: Marko Brankatschk, Ph.D., seit 2/2020