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Projekt
Der Trade-off zwischen Fekundität und Langlebigkeit bei einer klonalen Ameise
Antragsteller
Abel Bernadou, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Evolution, Anthropologie
Förderung
Förderung von 2018 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 261675780
Bei vielen Organismen sind Langlebigkeit und Fekundität negativ miteinander korreliert. Die reproduktiven Tiere sozialer Insekten scheinen diesen „fecundity/longevity trade-off“ zu umgehen oder sogar umzukehren: sie sind gleichzeitig langlebig und sehr fertil. Allerdings unterscheiden sich bei vielen Arten reproduktive und nicht-reproduktive Individuen enorm in Entwicklung, Morphologie, Physiologie, Verhalten und der Verfügbarkeit von Ressourcen. All diese Faktoren beeinflussen potenziell auch die Korrelation zwischen Fekundität und Langlebigkeit. Klonale Ameisen, wie Platythyrea punctata, eignen sich besonders als Modell für Untersuchungen des trade-offs, da sich bei ihnen reproduktive und nicht-reproduktive Tiere meist nicht in Morphologie oder Ontogenie unterscheiden, ihre Reproduktiven aber dennoch deutlich länger leben als nicht-reproduzierende “Arbeiterinnen”. Während der 1. Antragsphase der Forschergruppe FOR2281 gelang es uns, durch experimentelle Manipulationen Faktoren zu identifizieren, die Langlebigkeit und Fekundität beeinflussen. Dazu gehören u.a. Nahrungsqualität (Verhältnis von Fetten, Proteinen und Kohlenhydraten), das Vorhandensein von Eiern und oxidativer Stress. Transkriptome bestätigen diese Ergebnisse: wir konnten Expressionsunterschiede von Genen identifizieren, die an der Reaktion auf oxidativen Stress oder in sogenannten “Nahrungs-Pathways” involviert sind oder eng mit dem Metabolismus in Zusammenhang stehen und Reaktionen auf Umwelteinflüsse ermöglichen. Insgesamt weisen unsere Ergebnisse darauf hin, dass sowohl Ernährung als auch Komponenten der IIS/TOR Kaskade Fekundität und Langlebigkeit regulieren. Auch wenn bereits einige Verknüpfungen zwischen den Genen der entsprechenden Pathways bekannt sind, bleibt jedoch weitgehend unerforscht, wie diese zur “Umkehrung” des „fecundity/longevity trade-offs“ beitragen. Ziel der 2. Förderungsphase ist es, diese Wechselbeziehungen besser zu verstehen und herauszufinden, wie Reproduktion und Ernährung die Lebensdauer beeinflussen. Dazu wollen wir (i) Reproduktionskosten, (ii) Nahrungsqualität und (iii) Expression vielversprechender Kandidatengene manipulieren und die Konsequenzen dieser Manipulationen für Langlebigkeit, Fekundität, Reaktion auf oxidativen Stress und Immunabwehr analysieren. Die RNASeq Daten manipulierter Tiere ermöglichen es, Veränderungen in den Genkaskaden zu analysieren. Durch die Manipulation unserer Kandidaten-Gene wollen wir ihre Rolle im „fecundity/longevity trade-off“ aufklären. Unsere Ergebnisse werden mit anderen in der Forschergruppe bearbeiteten Modellorganismen verglichen werden, um generelle Hypothesen zur Regulation von Reproduktion und Langlebigkeit in sozialen Insekten insgesamt formulieren zu können.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
