Genetische Variation
Dr. Jakob C. Mueller
Bei Vögeln ist noch relativ wenig über die genetischen Faktoren der Verhaltensvariation und deren Erhalt in natürlichen Umwelten bekannt. Im ersten Schritt werden funktionelle Beziehungen zwischen Genotypen oder chromosomalen Regionen und dem Verhalten in natürlichen Vogelpopulationen identifiziert. Wir untersuchen, wo natürliche Genvarianten vorkommen und ob diese mit der beobachteten Verhaltensvariation verknüpft sind. Uns interessiert die genetische Grundlage von Verhalten wie das bestimmter Persönlichkeitsmerkmale, geschlechts-spezifisches Verhalten, Schlaf oder anderes rhythmisches Verhalten, Ausbreitung, Migration und Verhaltenskomponenten der Habitatselektion. Adaptive Prozesse im ökologischen und evolutionären Zeitrahmen werden mittels direkter Fitnesskorrelationen in Langzeitstudien und mittels genomischer Tests auf Selektion in sich schnell anpassenden Populationen untersucht. Von speziellem Interesse sind dabei genomische Konflikte, die auf sexuellem Antagonismus oder Inzucht/Auszucht Phänomenen beruhen. Wir kombinieren moderne Ansätze der Genom- und Transkriptomsequenzierung mit neuen bioinformatischen Methoden der Merkmalskartierung, Populationsgenomik und spezifischen Tests auf genomische Selektionssignale.
Die Besiedelung von Städten führt bei Kanincheneulen zur Selektion genetischer Varianten mit vermutlich vorwiegender Funktion von kognitivem und emotionalem Verhalten
Die Urbanisierung nimmt weltweit zu; die meisten Menschen leben heute in Städten. Trotz des damit verbundenen allgemeinen Rückgangs der Vielfalt aufgrund der Fragmentierung von Lebensräumen, der Verfügbarkeit von Ressourcen oder der Umweltverschmutzung gibt es viele Beispiele von Arten, die durchaus erfolgreich städtische Lebensräume besiedeln. Eine Gruppe von Wissenschaftler*innen um Jakob Mueller und Bart Kempenaers untersuchte nun die Genome von Stadt- und Landvögeln des Kaninchenkauzes. Diese Tiere haben Südamerikas Städte erst vor einigen Jahrzehnten besiedelt. Die Forscher*innen fanden unter anderem bei Stadtvögeln Hinweise für Selektion vorwiegend in Genen, die bei der Signalübertragung und Vernetzung im Gehirn eine Rolle spielen und damit möglicherweise Kontrollfunktionen für das kognitive und emotionale Verhalten ausüben. Dies könnte eine wichtige Anpassung an die städtische Umwelt darstellen. (Copyright Foto: José L. Tella)
Kohlmeisen mit Charakter: Genvariante macht manche Kohlmeisen-Populationen neugieriger als andere
Ähnlich wie beim Menschen haben Individuen auch bei Tieren unterschiedliche Persönlichkeiten. Ein wichtiger Teil dieser individuellen Unterschiede basiert auf der Variation der zugrunde liegenden Gene. So beeinflusst das so genannte Dopamin Rezeptor D4-Gen das Erkundungsverhalten einer ganzen Reihe von Arten, einschließlich des Menschen und der Vögel. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen haben jedoch herausgefunden, dass der Einfluss dieses Gens auf das Verhalten von frei lebenden Kohlmeisen regional schwankt. (Molecular Ecology, 09. Februar 2010).
Mikroevolution bei Blaumeisen
Mikroevolution bezeichnet u.a. Anpassungen, die innerhalb von Populationen einer Art stattfinden. Forschende am Max-Planck-Institut für Ornithologie haben dies in einer Blaumeisen-Population untersucht. Sie zeigen, dass Mutationen und deren Häufigkeitsverschiebungen in der Population vor allem in Genen auftauchen, welche die Aktivität anderer Gene regulieren. Dies unterstreicht die Vermutung, dass neben strukturellen Veränderungen in Proteinen vor allem deren Regulation für stete Anpassungen entscheidend ist. Sie fanden zudem viele selektierte Gene, die bei der Gehirnentwicklung beteiligt sind, was Verhaltensanpassungen an neue Umweltbedingungen erklären könnte. Damit gibt die Studie Einblicke in Selektions-Mechanismen einer Vogelpopulation und deren künftiger evolutionärer Entwicklung.
Populationsstruktur von land- und stadtlebenden Kaninchenkäuzen
Der Kaninchenkauz (Athene cunicularia) kolonialisierte vor einigen Jahrzehnten die Städte Südamerikas. Jakob Müller und Bart Kempenaers zeigen in ihrer neuen Studie, dass jede Stadt unabhängig voneinander von einer kleinen Gründerpopulation aus der ländlichen Umgebung besiedelt wurde, nicht von einer einzigen Population, die sich über die Städte ausgebreitet hat. Die Studie wurde veröffentlich in einer Sonderausgabe der Fachzeitschrift "Proceedings of the Royal Society B" zum Thema "The evolution of city life".