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Projekt
Warum und wie führt Sozialität zu einer Änderung des Fekunditäts-/Langlebigkeits-Trade-offs bei Termiten?
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professorin Dr. Judith Korb; Professor Dr. Ido Pen
Fachliche Zuordnung
Evolution, Anthropologie
Förderung
Förderung von 2018 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 261675780
Altern und der Fekunditäts-/Langlebigkeits-Trade-off sind direkt miteinander verknüpft, da eine Erhöhung der Fekundität mit einer Reduktion der Lebenspanne einhergeht. Soziale Insekten zeigen jedoch, dass dies keine allgemeingültige biologische Regel ist. Die Königinnen der Termiten, Ameisen oder Honigbienen haben außergewöhnlich hohe Fortpflanzungsraten und gehören zugleich zu den langlebigsten Insekten. Zudem erhöht Fortpflanzung bei ihnen direkt die Langlebigkeit. Die wiederholte konvergente Evolution dieser scheinbaren Umkehr des Fekunditäts-/Langlebigkeits-Trade-offs bei allen sozialen Insekten legt nahe, dass Sozialität die Änderung dieses Trade-offs kausal bedingt. Wie und warum dies der Fall ist, ist bislang jedoch wenig bekannt.Ein Hauptergebnis aus dem Modellierungsprojekt der ersten Förderphase war, dass das Reproduktionspotenzial von Arbeitern (d.h. die Wahrscheinlichkeit, dass ein Arbeiter Nachkommen produziert) einer der wichtigsten Faktoren ist, der Kasten-spezifisches Altern bestimmt. Ein sinkendes Reproduktionspotenzial von Arbeitern – welches häufig mit steigender sozialer Komplexität korreliert – sollte zu einem Ansteigen der Lebenspanne von Königinnen im Vergleich zu Arbeitern führen. Diese Vorhersage stimmt mit unseren empirischen Ergebnissen für zwei Termitenarten überein. In einer Art mit sterilen Arbeitern (Macrotermes bellicosus) fanden wir auf Genexpressions-Ebene keine Hinweise auf Alterung bei Geschlechtstieren, während Arbeiter starke Alterungssignale zeigten. Bei der zweiten Art (Cryptotermes secundus), bei der sich die Geschlechtstiere aus totipotenten Arbeitern entwickeln, fanden wir genau das umgekehrte Ergebnis. Während der zweiten Förderphase möchten wir diese Befunde auf ihre Allgemeingültigkeit testen, in dem wir Termitenarten, bei denen sich das Reproduktionspotenzial der Arbeiter unterscheidet, vergleichend untersuchen. Als Außengruppe nehmen wir einen Vertreter des Schwestertaxons, eine Holzschabe. Indem wir die gesamte Termiten-Phylogenie abdecken und Nebeneinflussfaktoren, wie Koloniegröße oder Art- und Kasten-spezifische Ökologie, berücksichtigen, werden wir (i) analysieren wie sich die molekularen Mechanismen, die dem Fekunditäts-/Langlebigkeits-Trade-off zugrunde liegen, mit steigender Sozialität ändern, in dem wir Transkriptionsstudien durchführen, und (ii) spezifisch die Evolution des Fekunditäts-/Langlebigkeits-Trade-off mit variierender Sozialität modellieren, in dem wir Idiosynkrasien der Termiten berücksichtigen. Damit verbindet unser Projekt proximate und ultimate Ergebnisse der ersten Förderphase. Zudem erweitert es den Maßstab von zwei Arten an entgegen gesetzten Enden des Sozialitätsspektrums bei Termiten zu einer repräsentativen Auswahl an Arten, die alle sozialen Übergänge abdeckt. Dadurch wird unser Projekt grundlegende Einsichten liefern zum ‚Wie‘ und ‚Warum‘ Sozialität den Fekunditäts-/Langlebigkeits-Trade-off – und damit Altern – ändert.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
Internationaler Bezug
Niederlande
