Die Evolution mechanosensorischer Verarbeitung am Modell des reproduktiven Verhaltens der Fruchtfliege

• Antragsteller: Professor Dr. Nicolas Gompel
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445151792

Unterschiede in Lebewesen manifestieren sich nicht nur in den scheinbar unendlichen Variationen ihrer äußeren Erscheinung, sondern auch in ihren Verhaltensweisen. Während wir anfangen die genetischen Mechanismen äußerer Veränderung zu verstehen, ist unser Verständnis der Mechanismen der Verhaltensevolution minimal. Aus diesem Grund haben wir ein simples Verhaltensparadigma entwickelt, welches uns erlaubt, die genetischen und neuronalen Veränderungen des Eierablegeverhaltens in verschiedenen Drosophilaspezies zu untersuchen. Während die grundlegenden Schritte des Eierablegeverhaltens konserviert sind zwischen verschiedenen Spezies, so ändern sich dennoch die sensorischen Präferenzen, die einen geeigneten Ort zur Eiablage ausmachen. Insbesondere die Präferenz der Festigkeit des Legesubstrats ist unterschiedlich. Während Drosophila melanogaster Eier nur auf weiche Untergründe wie verrottendes Obst legt, kann die invasive Spezies D. suzukii ihre Eier selbst in harte Untergründe legen, die unreifen Früchte entsprechen. In einem ersten Projekt wollen wir mithilfe der hervorragenden genetischen Möglichkeiten von Drosophila melanogaster untersuchen, wie diese Insektenweibchen Härte fühlen und evaluieren und die zugrundeliegenden genetischen und neuronalen Mechanismen charakterisieren. Unsere Strategie basiert auf einem wichtigen genetischen Mechanismus, welchen wir kürzlich im Labor entdeckt haben. Insbesondere werden wir untersuchen wo, wann und wie dieses Gen während der Eierablage gebraucht wird. Im zweiten Projekt möchten wir determinieren, wie Substratpräferenzen für die Eiablage entstanden sind, und wie sie sich im Laufe der Evolution verändert haben. Hierzu werden wir zunächst das Eierablegeverhalten in einzelnen Weibchen verschiedener Spezies mithilfe eines eigens entwickelten Verhaltenssetups und einer Annotationssoftware charakterisieren. Dann werden wir untersuchen, ob das gefundene Gen sich im Laufe der Evolution so verändert hat, dass Expression und Funktion sich veränderten. Schließlich werden wir untersuchen, ob sich primäre sensorische Neuronen durch dieses Gen in ihrer Funktion und Lokalisation so änderten, dass sie die Verhaltensänderung erklären. Gesamtziel des Projektes ist es anhand dieser Projekte die neurogenetischen Neuerungen zu identifizieren, die die Evolution eines mechanosensorisch gesteuerten Verhalten erklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen