Chemorezeption von kutikulären Pheromonen als Mechanismus für präzygotische Isolation

• Antragsteller: Dr. Jan Büllesbach
• Fachliche Zuordnung: Biologie des Verhaltens und der Sinne ; Evolution, Anthropologie ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556847050

Eine zentrale Frage in der Evolutionsbiologie ist das Verständnis darüber, wie neue Arten entstehen. Die Entwicklung und Aufrechterhaltung von Barrieren für interspezifische Fortpflanzung werden allgemein als eine der Hauptantriebskräfte hinter der Artbildung angesehen. Variationen im sexuellen Signalverhalten können erheblich zur reproduktiven Isolation beitragen, indem sie artspezifische Kommunikations- und Erkennungsmechanismen ermöglichen. Kutikuläre Kohlenwasserstoffe (CHCs), langkettige Lipide, die auf der Oberfläche von Insekten vorkommen, sind ein hervorragendes Beispiel dafür. Es wurde gezeigt, dass CHCs artspezifische sexuelle Signale in verschiedenen chemischen Kommunikationssystemen codieren. Allerdings ist noch sehr wenig bekannt darüber, wie Insekten die in CHC-Profilen kodierten biologischen Informationen wahrnehmen, unterscheiden und verarbeiten. Dieses Forschungsprojekt zielt darauf ab, diese Wissenslücken zu schließen, indem es sich auf Nasonia konzentriert, einen Artenkomplex von parasitoiden Wespen, der als evolutionsbiologisches und ökologisches Modellsystem dient. Frühere Forschungen des Antragstellers haben gezeigt, wie die CHC-basierte sexuelle Kommunikation bei Nasonia unterschiedliche Verhaltensweisen hervorruft, wie sie genetisch gesteuert wird, wie sie sich zwischen den Arten unterscheidet, und wie sie zur reproduktiven Isolation beitragen kann. Aufbauend auf dieser Arbeit wird das Projekt die Chemorezeptionsnetzwerke untersuchen, die an der Wahrnehmung von CHCs beteiligt sind, insbesondere im Kontext der präzygotischen reproduktiven Isolation innerhalb des Nasonia-Artenkomplexes. Es ist bekannt, dass spezifische Sensillen auf den Antennen von Ameisen, die mit Wespen verwandt sind, unterschiedliche CHC-Mischungen und -Verbindungen wahrnehmen und unterscheiden können. In dem beantragten Forschungsprojekt sollen diese Erkenntnisse nun auf Nasonia angewendet werden, wobei der Fokus auf N. longicornis liegt, einer Art, die zwischen artspezifischen und nicht-artspezifischen CHC-Mischungen unterscheiden kann. Zum ersten Mal wird in dieser Forschung untersucht, wie diese artspezifische Präferenz auf der Ebene der Chemorezeption gesteuert wird. Die Studie wird CHC-sensitive Sensillen auf den Antennen von N. longicornis identifizieren und diese mit sowohl artspezifischen als auch nicht-artspezifischen CHC-Mischungen sowie CHC Profile, deren sexuelle Attraktivität durch genetische Manipulation drastisch reduziert ist, stimulieren. Darüber hinaus werden einzelne CHC Komponenten, die als primäre artspezifische sexuelle Signale angenommen werden, hinsichtlich ihres individuellen Einflusses auf die Chemorezeption untersucht werden. Die erwarteten Ergebnisse dieser Forschung werden neue Einblicke in die CHC-basierte Chemorezeption liefern und eine neue Perspektive auf die reproduktive Isolation und letztlich die Artbildung eröffnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen