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Insekten: Genetischer Schalter mit Doppelfunktion trennt Jungen von Mädchen und Königinnen vom Volk

12.04.2016

Ameisen verfügen über einen genetischen Superschalter, der sowohl das Geschlecht als auch den späteren Status – Arbeiterin oder Königin – bestimmt. Dies haben jetzt Forscher der Universitäten in Regensburg und Melbourne (Australien) herausgefunden. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass ihre Entdeckung auch bei anderen sozialen Insekten nachzuweisen ist. Die Ergebnisse sind vor wenigen Tagen in der Fachzeitschrift „PlOS Genetics“ erschienen (DOI: 10.1371/journal.pgen.1005952).

Bei sozialen Insekten wie Ameisen, Bienen oder Wespen entstehen Arbeiterinnen und Königinnen aus dem gleichen Genotyp; also aus denselben Genen. Es ist auch bekannt, dass eine ganze Reihe von Umweltfaktoren dafür verantwortlich ist zu entscheiden, was später aus einer Larve wird.


Ameise der Art Cardiocondyla obscurior

Bildnachweis: Lukas Schrader – Zur ausschließlichen Verwendung im Rahmen der Berichterstattung zu dieser Pressemitteilung.

Ein Beispiel ist die spezielle Diät mit Gelée Royale für angehende Bienenköniginnen. Allerdings wusste man bislang nur wenig darüber, welche Gene an diesen Entwicklungsprozessen im Detail beteiligt sind.

Mit dem Fokus auf Ameisen setzte ein internationales Forscherteam um Dr. Jan Oettler (Universität Regensburg, Am Lehrstuhl für Zoologie/Evolutionsbiologie) und Dr. Luke Holman (University of Melbourne) bei dem Transkriptionsfaktor bzw. Protein an, das wiederum an die Gene anbindet, welche für die spätere Ausbildung des Geschlechts verantwortlich ist. Dieses Protein ist bei vielen Tieren vorzufinden und beispielsweise dafür verantwortlich, dass männliche Fliegen ein Körpersegment weniger aufweisen als weibliche Fliegen.

Auf der Grundlage von detaillierten Genuntersuchungen konnten die Forscher nachweisen, dass das „Geschlechts-Gen“ bei Ameisen auch für die Ausdifferenzierung in Arbeiterinnen und Königinnen oder in geflügelte und ungeflügelte Männchen verantwortlich ist.

„Soziale Insekten wie Ameisen mussten einen genetischen Schalter entwickeln, der den späteren Status der Jungtiere bestimmt“, erklärt Holman. „Ameisen greifen dabei auf ein Gen zurück, das sie bereits in einem anderen Zusammenhang nutzen.“

Die Entdeckung der Forscher ist eine große Überraschung, auch wenn schon zahlreiche Gene mit Doppelfunktion bekannt sind. „Dass ein Gen mit einer grundlegenden Reproduktionsfunktion wie das „Geschlechts-Gen“ bei Ameisen eine solche Doppel-Funktion aufweist, hat uns doch erstaunt“, so Oettler. „Dieser Befund dürfte auch auf andere soziale Insekten – Bienen, Wespen oder sogar Termiten – übertragbar sein.“

Titel der Original-Publikation:
„Evolution of Social Insect Polyphenism Facilitated by the Sex Differentiation Cascade“, in PlOS Genetics
http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371%2Fjournal.pgen.1005952

Ansprechpartner für Medienvertreter:
Dr. Jan Oettler
Universität Regensburg
Am Lehrstuhl für Zoologie/Evolutionsbiologie (Prof. Dr. Jürgen Heinze)
Tel.: 0941 943-2996
Jan.Oettler@biologie.uni-regensburg.de

Alexander Schlaak | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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