Sexuelle Selektion als Motor der Adaptation an sich ändernde Umwelten

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Reinhardt, seit 7/2019
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 412226825

Die Sexuelle Selektion gilt als eine der bedeutendsten Selektionsfaktoren für die Evolution des Fortpflanzungsverhaltens sowie sekundärer Geschlechtsmerkmale. Allerdings stellt die Rolle der sexuellen Selektion für die Anpassung an sich stetig ändernde Umweltbedingungen ein bislang ungelöstes Rätsel in der Evolutionsbiologie dar. Einerseits nimmt man an, dass die Auspräging sexuell selektierter Merkmale konditionsabhängig ist, d.h. von der physischen Stärke und Vitalität eines Individuums abhängt. Dies hätte zur Folge, dass die sexuelle Selektion die gleichen Genotypen ausliest wie die natürliche Selektion mit der Konsequenz, dass sich Populationen unter starker sexuellen Selektion schneller an sich ändernde Umweltbedingungen anpassen. Andererseits, führt die sexuelle Selektion oft zu sexuellen Konflikten welche erwiesenermaßen mit demographischen Kosten für die Population einhergehen und somit die Anpassung an neue Umwelten erschweren. Angesichts dieser beiden widersprüchlichen Konzepte und dem Mangel an umfassenden empirischen Studien ist es gegenwärtig unmöglich die Bedeutung der sexuellen Selektion für die evolutionäre Anpassung an neue Umwelten einzuschätzen. Das vorgestellte Forschungsprojekt beabsichtigt diese Lücke zu schließen mit den Hauptzielen (1) die Hypothese der Konditionsabhängigkeit sexuell selektierter Merkmale artenübergreifend für das Tierreich zu testen, (2) den Einfluss neuer Umwelten auf die Stärke und Richtung der sexuellen Selektion zu quantifizieren und (3) die Interaktion von sexueller und natürlicher Selektion bei der Anpassung an eine neue Umwelt experimentell zu untersuchen. Die Beleuchtung dieser Teilaspekte wird es ermöglichen die Arbeitshypothese zu testen, dass die sexuelle Selektion die Adaption an sich ändernde Umwelten begünstigt. Mithilfe des Modelorganismus Tribolium castaneum (Rotbrauner Reismehlkäfer) sowie einer Kombination verschiedener methodischer Ansätze (Meta-analysen, quantitativer Genetik und Genomik) sollen die genannten Ziele verwirklicht werden. Im Einzelnen schlage ich eine Meta-analyse zur Konditionsabhängigkeit sexuell selektierter Merkmale für das gesamte Tierreicht vor. Darüber hinaus soll der Einfluss von Umweltfaktoren auf die sexuelle Selektion anhand quantitativer Genetik umfassend untersucht werden. Schließlich beabsichtige ich mittels experimenteller Evolution und modernsten Methoden der Genomik das Zusammenspiel von natürlicher und sexueller Selektion direkt zu ergründen. Die vorgeschlagenen Experimente werden es ermöglichen fundierte Vorhersagen zur Rolle der sexuellen Selektion bei der Adaptation an sich ändernde Umwelten treffen zu können, um somit einen Durchbruch in unserem Gesamtverständnis zur sexuellen Selektion gewährleisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Tim Janicke, bis 7/2019