Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Arten entstehen: Neue Erkenntnisse dank kleinem Fisch

12.06.2012
Wenn neue Arten entstehen, entwickelt sich das Erbgut von Lebewesen relativ schnell und äusserst vielfältig auseinander – dabei sind aber bestimmte Muster erkennbar. Dies berichten Forscher der Universität Basel am Beispiel des kleinen Fischs Dreistachliger Stichling, der sowohl in Seen wie auch in Flüssen lebt. Ihre Ergebnisse werden im Wissenschaftsmagazin «Molecular Ecology» veröffentlicht.

Der Dreistachlige Stichling (Gasterosteus aculeatus) ist ein in der nördlichen Hemisphäre häufig vorkommender Fisch, der seit der letzten Eiszeit vor etwa 12'000 Jahren vom Meer her zahlreiche Flüsse und Seen besiedelt hat.


Stichlinge leben seit der letzten Eiszeit nicht mehr nur im Ozean, sondern haben auch Flüssen und Seen besiedelt. Entsprechend haben sich diese Fische an die unterschiedlichen Umgebungen angepasst. Foto: Marius Rösti


Stichlinge gehören zu den Lieblingstieren der Evolutionsbiologie. Besonders charakteristisch sind die drei scharfen Rückenstacheln und die seitliche Knochenpanzerung, die diese Fische vor Räubern schützen. Foto: Marius Rösti

Als Folge der unterschiedlichen Anpassung hat der Fisch begonnen, sich in eine See- und Flussform aufzuspalten. Eine solche Differenzierung ist jeweils der erste Schritt der Artbildung, da selbst benachbarte Populationen von See- und Flussstichlingen meist unter sich bleiben und sich geschlechtlich nicht mehr austauschen können. Dies macht den Stichling zu einem hervorragenden Modellsystem der Evolutionsbiologen.

Mittels einer Analyse hunderter von Millionen genetischer Sequenzen des Fisch-Erbguts zeigen die Forscher, dass bereits im Lauf weniger tausend Jahre eine beachtliche Differenzierung des Erbguts stattfinden kann; diese ist auch im Erscheinungsbild der Stichlinge sichtbar. Als Hauptgründe dafür werden see- und flussspezifische Umwelteinflüsse wie auch die reiche genetische Vielfalt vermutet, denn das «genetische Reservoir» verdankt der Stichling seiner ursprünglichen Herkunft aus dem Meer. Im Erbgut der Fische fanden die Forscher nebst kaum differenzierten Regionen zahlreiche Regionen, die sich zwischen den See- und den Flussstichlingen bereits stark unterscheiden. Offenbar stehen zahlreiche, im ganzen Erbgut verteilte Gene unter Selektionsdruck und tragen so zur evolutiven Anpassung bei.

Differenzierungsmuster im Erbgut
Die Studie weist zudem auf ein im ganzen Erbgut charakteristisches Differenzierungsmuster zwischen den See- und Flussstichlingen hin: Die jeweiligen Chromosomen sind in der Mitte im Verhältnis zu den Enden stärker differenziert. Dies weil sich diese mittlere Chromosomen-Region weniger stark durchmischt (Rekombination) und daher im Vergleich isolierter bleibt. Diese Mechanismen könnten bei der Entstehung biologischer Vielfalt von grundlegender und allgemeiner Geltung sein. Die Studie wurde von Marius Rösti im Rahmen seiner Masterarbeit erarbeitet, betreut von Dr. Daniel Berner und Prof. Walter Salzburger des Fachbereichs Zoologie der Universität Basel und in Zusammenarbeit mit Prof. Andrew Hendry der kanadischen McGill University.

Die Frage nach der Entstehung biologischer Vielfalt und damit auch neuer Arten steht seit Charles Darwin unverändert im Zentrum der Evolutionsforschung. Die zugrunde liegenden genetischen Mechanismen sind dabei sehr komplex. Die neue Studie zeigt, dass für die Anpassung einer Population sowohl der Rekombinationshintergrund wie auch Position und Nachbarschaft von Genen im Erbgut entscheidend sind. Als Nächstes werden sich die Basler Forscher unter anderem mit der genauen Bestimmung jener Gene beim Stichling befassen, die für die genetische Anpassung relevant sind.

Originalbeitrag
Marius Roesti, Andrew P. Hendry, Walter Salzburger, and Daniel Berner
Genome divergence during evolutionary diversification as revealed in replicate lake?stream stickleback population pairs
Molecular Ecology, volume 21, 2852-2862 (2012) | doi: 10.1111/j.1365-294X.2012.05509.x

Weitere Auskünfte
• Marius Rösti, Fachbereich Evolution und Umweltwandel / Zoologie der Universität Basel, Tel. +41 (0)61 267 03 02, E-Mail: marius.roesti@unibas.ch

• Prof. Walter Salzburger, Fachbereich Evolution und Umweltwandel / Zoologie der Universität Basel, Tel. +41 (0)61 267 03 03, E-Mail: walter.salzburger@unibas.ch

Christoph Dieffenbacher | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-294X.2012.05509.x/abstract

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kupferhydroxid-Nanopartikel schützen vor toxischen Sauerstoffradikalen im Zigarettenrauch
30.03.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung
30.03.2017 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Atome rennen sehen - Phasenübergang live beobachtet

Ein Wimpernschlag ist unendlich lang dagegen – innerhalb von 350 Billiardsteln einer Sekunde arrangieren sich die Atome neu. Das renommierte Fachmagazin Nature berichtet in seiner aktuellen Ausgabe*: Wissenschaftler vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben die Bewegungen eines eindimensionalen Materials erstmals live verfolgen können. Dazu arbeiteten sie mit Kollegen der Universität Paderborn zusammen. Die Forscher fanden heraus, dass die Beschleunigung der Atome jeden Porsche stehenlässt.

Egal wie klein sie sind, die uns im Alltag umgebenden Dinge sind dreidimensional: Salzkristalle, Pollen, Staub. Selbst Alufolie hat eine gewisse Dicke. Das...

Im Focus: Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Zürich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfläche mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu bestücken. Interessant ist dies insbesondere für die Entwicklung neuartiger winziger Datenträger.

Die Idee ist faszinierend: Auf kleinstem Platz könnten riesige Datenmengen gespeichert werden, wenn man für eine Informationseinheit (in der binären...

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung

30.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zuckerrübenschnitzel: der neue Rohstoff für Werkstoffe?

30.03.2017 | Materialwissenschaften

Integrating Light – Your Partner LZH: Das LZH auf der Hannover Messe 2017

30.03.2017 | HANNOVER MESSE