Ein Gradient der sexuellen Selektion und des sexuellen Konflikts: Elterliche Investition und Geschlechterrollenwechsel und ihre genetischen Einflüsse

• Antragstellerinnen: Dr. Astrid Böhne; Professorin Dr. Olivia Roth
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497674620

Selektion wirkt sich unterschiedlich auf Männchen und Weibchen aus, resultierend in sexuellem Dimorphismus. Forschung hat sich bisher stark auf Männchen und darauf, wie sexuelle Selektion ihre Ornamente für die erfolgreiche Partnersuche formt, fokussiert. Das ist nicht zuletzt auf die Tatsache zurückzuführen, dass Menschen, wie die meisten Wirbeltiere, "konventionelle" Geschlechterrollen aufweisen. Daher hat sich unsere Wahrnehmung auf kompetitive Männchen und fürsorgliche Mütter konzentriert. Bei mehreren Seepferdchen-, Seedrachen- und Seenadelarten (Syngnathidae) konkurrieren jedoch Weibchen um Partner, Männchen sind wählerisch und übernehmen die Brutpflege mit männlicher Schwangerschaft.Unser Projekt untersucht, wie Syngnathidae unter starker sexueller Selektion auf Weibchen evolviert sind, und wie geschlechtsspezifische Merkmale ausgehend von einem gemeinsamen Genom das unter sexuellem Konflikt steht, durch Intensivierung väterlicher Brutpflege beeinflusst werden. Dazu analysieren wir geschlechtsspezifische Sequenzen (Geschlechtschromosomen) sowie Genexpression in verschiedenen Geweben in Arten mit unterschiedlichem Grad an sexuellem Konflikt. Wir werden herausfinden, ob Gene, die für Geschlechterrollen kodieren, dieselben sind wie diejenigen, die das Geschlecht bestimmen. Hier bei profitieren wir von wiederholten Umkehrungen der Geschlechterrollen; wir werden auf Muster von neuen und konvergenten Sequenzen innerhalb der Syngnathiden, sowie mit anderen Wirbeltiergruppen mit Schwangerschaft, testen. Die männliche Schwangerschaft ist eine einzigartige Fortpflanzungsstrategie. Darüberhinaus hat innerhalb der Syngnathiden die Struktur, die Embryonen und Väter verbindet, die Bruttasche, mehrfach an Komplexität gewonnen. Wir werden unsere vergleichenden Studien des Genoms und Transkriptoms sowie ihrer physiologischen Auswirkungen entlang wiederholter Gradienten väterlicher Investitionen auf diesem repetitive Evolutionsmuster aufbauen. Die oben erwähnte Umkehrung der Geschlechterrolle kann sich in schönen und teils spektakulären weiblichen Ornamenten manifestieren. Sexuell selektionierte, weibliche Merkmale sind in mehreren Untergruppen der Syngnathiden unabhängig voneinander evolviert. Wir werden untersuchen, wie geschlechtsspezifische Phänotypen auf geschlechtsspezifischer Genexpression aufbauen, und wie dies zu sexuellen antagonistischen Konflikten auf genetischer Ebene führt. Des Weiteren werden wir die Rolle von Hormonen bei der Regulierung der Genexpression und sexueller Phänotypen, einschliesslich des Verhaltens, untersuchen. Dieses Projekt wird das genetische und endokrinologische Netzwerk der Geschlechter charakterisieren und es vom Netzwerk der Geschlechterrollen abgrenzen. Das Projekt baut auf Referenzgenomen, Genom-Resequenzierungsdaten von Männchen und Weibchen, der Transkriptomik mehrerer Gewebe sowie endokrinologischen Messungen und Manipulationen auf.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Philipp Schiffer