Komparative Analyse über deletäre genetische Variation in Wildtierpopulationen

• Antragsteller: Professor Dr. Joseph Hoffman
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497640428

Inzuchtdepression, die verminderte Fitness von Nachkommen naher, verwandter Eltern, ist ein zentrales Thema in der Evolutions- und Naturschutzbiologie. Besonders in der Wildnis verweilen viele Aspekte der Inzuchtdepression bis heute schwer erklärbar. Selbst nach jahrzehntelanger Forschung wissen wir noch immer wenig über die Entwicklung der Demographie einer Art und ihre Beziehung zu dem Auswirkungsgrad und genetischer Veranlagung zur Inzuchtdepression.Bisherige Erkenntnisse liefern zweifellos Resultate, dass ein beachtlicher Anteil der Inzuchtdepression auf rezessive, deletäre Mutationen zurückgeht, die homozygot in ingezüchteten Nachkommen veranlagt sind. Als Konsequenz hängt nach gängigen Theorien der Populationsgenetik der Schweregrad der Inzuchtdepression und die genetische Veranlagung zu dieser von der Gesamtmutationslast schädlicher Mutationen ab, so wie von der Frequentierung, ob deletäre Allele starke, moderate oder schwache Auswirkungen haben. Im Gegenzug werden auch historische Events, die die Populationsgröße stark beeinflusst haben, wie etwa Flaschenhalseffekte, gravierende Auswirkungen gehabt haben, wenn bedacht wird, dass kleine Populationen pathogene Mutationen effizienter aus dem Genpool säubern als große.Wir werden einen neuartigen Ansatz vergleichender Genomforschung verwenden, um in Robben die komplexe Beziehung zwischen Demographie, schädigender Mutationen und Inzuchtdepression systematisch aufzuarbeiten. Zu Beginn werden wir mit neuen Methoden zur Genomsequenzierung auswerten, wie effektive Langzeitpopulationsgrößen und genomische Veranlagungen und -Muster durch jüngste Flaschenhalseffekte beeinflusst wurden. Dafür nutzen wir 12 Arten, die demographisch verschieden sind – beeinflusst durch extreme anthropogene Flaschenhalseffekte bis hin zu stabil über Langzeit. Darüber hinaus werden wir die Auswirkung erwähnter Effekte im Zusammenhang mit Schweregrad und genetischer Veranlagung der Inzuchtdepression in sechs Robbenarten auf ein Schlüsselmerkmal für Fitness, das Überleben bis zur Geschlechtsreife, analysieren.Zusätzlich wurden jüngst Debatten angeregt wie die prognostizierte Mutationslast am besten für genetisches Diversitätsmanagement kleiner Populationen genutzt werden kann. Das bedeutet auch, dass diese Prognosen validiert werden müssen, in dem sie mit der Fitness einiger Individuen im natürlichen Umfeld in Zusammenhang gebracht werden. Mit dem Antarktischen Seebären als Modellorganismus werden wir aussagekräftig quantifizieren, dass die prognostizierte individuelle Mutationslast von einigen Varianzfaktoren abhängig ist, u. a. die Superdominanz am Immungencluster MHC, der allein 20-70% der Varianz erklärt, dass Nachkommen zweier verwandter Robbenarten überleben.Zusammenfassend wird unser Projekt systematische Einblicke zum Zusammenspiel demographischer Entwicklung, Mutationslast und Fitnessvariation in Wildtierpopulationen erheben und dabei bedeutende Implikationen für Naturschutz- und Evolutionsbiologie tragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen