Was ist passiert?
Ihr seid eine Gruppe junger Wissenschaftler*innen, die sich mit der Evolution von Vögeln beschäftigt. Eines Morgens erhält euer Labor einen unerwarteten Anruf: Am Flughafen wurde ein unbekannter Vogel gefunden, der in einer Maschine aus Asien versteckt war. Die Mitarbeiterin des Zolls berichtet euch, dass es dem Vogel augenscheinlich gut geht, sie aber keine Ahnung haben, wie sie ihn versorgen sollen. Da er zunächst tierärztlich untersucht werden muss, dürft ihr ihn vorerst auch nicht abholen. Ihr habt lediglich eine Blutprobe und die Info bekommen, dass er keine melodischen Gesänge wie ein Singvogel von sich gibt, sondern eher Rufe. Auf den Fotos, die euch zudem geschickt werden, ähnelt der Vogel optisch einer Drossel.
Es bleibt nicht viel Zeit, ein passendes Futter für den Vogel zu finden, denn er hat wohl schon einige Stunden nichts zu Fressen bekommen. Es ist geplant, ihn so schnell wie möglich zurück in seine Heimat zu schicken. Um ihn in einem geeigneten Lebensraum aussetzen zu können, müssen die Mitarbeitenden aber wissen, um was für einen Vogel es sich handelt.
Da ihr bisher nur an europäischen Vögeln geforscht habt, kennt ihr den Vogel nicht. Eure Forschungsgruppe ist darauf spezialisiert, die Verwandtschaftsverhältnisse von Vögeln zu bestimmen. Nun müsst ihr eure Kenntnisse der Evolution und Genetik anwenden. Um möglichst schnell geeignetes Futter zu finden, müsst Ihr euch auch Kenntnisse zum Geschmackssinn von Vögeln aneignen - vielleicht ein Ansatzpunkt, um die Artzugehörigkeit des Vogels zu bestimmen!
Nach einigen Infos zum Geschmackssinn, findet ihr im Anschluss Fragen, die euch hoffentlich dabei helfen, die Identität des Vogels zu bestimmen. Aber bitte beeilt euch, die Zoll-Mitarbeiter warten dringend auf eure Nachricht, um den Vogel zu retten.
Hintergrundinfos zum Geschmackssinn
Der Geschmackssinn hat einen enormen Einfluss auf unsere Ernährung — wir essen, was uns schmeckt, jedoch nicht nur aus Genuss: Der Geschmackssinn hilft, Nahrhaftes von Giftigem zu unterscheiden. Dies gilt auch für Vögel.
Der Mensch kann fünf Geschmacksrichtungen wahrnehmen: Salzig, sauer, bitter, süß und umami (herzhaft). Die dafür verantwortlichen Geschmacksrezeptoren liegen hauptsächlich auf Zunge und Gaumen und leiten die entsprechenden Reize an unser Gehirn. So reagiert zum Beispiel der Umami-Rezeptor auf die Aminosäuren aus herzhaften Speisen, während der Rezeptor für Süßes auf Kohlenhydrate spezialisiert ist.
Vögel stammen von fleischfressenden Dinosauriern ab und haben im Laufe der Evolution eine essentielle Untereinheit des Süß-Rezeptors verloren. Dass sie dadurch kein „Süß“ mehr wahrnehmen konnten, war nicht dramatisch, denn dies war zum Auffinden und Schmecken von tierischem Protein – ihrer Hauptnahrungsquelle – nicht notwendig.
Im Laufe der Evolution entstanden jedoch Vogelarten mit anderen Nahrungsspektren wie süßer Nektar, Beeren oder Baumsäfte. Schwer vorstellbar, dass diese Tiere die Süße ihrer Hauptnahrungsquelle gar nicht wahrnehmen können. Neuere Forschungsergebnisse zeigten tatsächlich, dass Kolibris, Singvögel und sogar einige Specht-Arten Süßes wahrnehmen können. Sie können dies mit einem umfunktionierten Umami-Rezeptor, der nun auf Zucker reagiert.
Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass bereits die Vorfahren der Spechte einen modifizierten Umami-Rezeptor besaßen, der Zucker erkennen konnte. Im Laufe der Evolution haben dann einige Arten, die sich auf Insekten spezialisierten, die neue Funktion des Umami-Rezeptors jedoch ein zweites Mal verloren: Durch die Veränderung an einer einzigen Aminosäureposition im Umami-Rezeptor wurde die Zuckerwahrnehmung selektiv ausgeschaltet. Die Fähigkeit, Aminosäuren zu schmecken, behielten die Vögel bei – was auf Grund ihrer Spezialisierung auf proteinreiche Insekten vermutlich sehr wichtig war.
Die Forschenden untersuchten die Umami-Rezeptoren an verschiedenen Stellen im Vogel-Stammbaum und fanden bei verschiedenen Vogelarten unterschiedlich veränderte Rezeptoren. Im Laufe der Evolution haben sich somit unterschiedliche Vogelarten mehrfach unabhängig voneinander durch Mutationen ihrer Rezeptoren an unterschiedliche Nahrungsspektren angepasst. Da es sich, zumindest bei den untersuchten Arten, um eine „einfache“ Veränderung der DNA handelt, also Mutationen im gleichen Gen, ist dies vielleicht die Ursache für das unabhängige Auftreten dieser Anpassung.
Nachdem ihr nun alle Infos habt, folgt den Fragen. Diese werden es euch hoffentlich ermöglichen, die Artzugehörigkeit des Vogels zu bestimmen und damit auch das passende Futter zu empfehlen, um den Vogel zu retten.