Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kiwi-Genom entschlüsselt

23.07.2015

Neuseeländisches Nationalsymbol gewährt Einblick in die Evolution nachtaktiver Vögel

Ungewöhnliche biologische Eigenschaften machen die flugunfähigen Kiwis zu einer einzigartigen Vogelgruppe. Wissenschaftler der Universität Leipzig und des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie haben den genetischen Code der vom Aussterben bedrohten Lebewesen sequenziert. Dabei konnten sie wertvolle Rückschlüsse auf die evolutionäre Entwicklung hin zu einem nachtaktiven Vogel mit fehlender Farbsichtigkeit aber ausgeprägtem Geruchssinn ziehen.


Der Braune Kiwi (Apteryx mantelli) ist wie alle Kiwi-Arten sind an ein Leben in Dunkelheit angepasst. Den Tag verbringen sie in einer Höhle, die sie erst mit Anbruch der Dunkelheit verlassen. Auf ihren nächtlichen Streifzügen orientieren sie sich an Gerüchen und Geräuschen - ein für Vögel ungewöhnliches Verhalten.

© 123RF/Eric Isselee

Kiwis sind für die Wissenschaft ausgesprochen interessant: Sie haben nur noch rudimentäre Flügel, keinen Schwanz und einen sehr langen Schnabel mit Nasenlöchern an der Spitze. Sie sind hauptsächlich nachtaktive Vögel, haben einen geringen metabolischen Grundumsatz und die geringste Körpertemperatur unter den Vögeln.

Bisher gab es allerdings nur wenig genetische Informationen über diese Spezies, die für ein besseres Verständnis ihrer Biologie notwendig wären. Eine internationale Gruppe unter Leitung von Torsten Schöneberg vom Institut für Biochemie der Medizinischen Fakultät und Janet Kelso vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie haben das Genom des Braunen Kiwi (Apteryx mantelli) sequenziert.

Die Analysen ergaben genetische Veränderungen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit auf seine Anpassung an das Nachtleben zurückzuführen sind. Beispielsweise sind bei ihm einige Gene für die Farbsichtigkeit inaktiv. Er besitzt eine hohe Diversität an Riechrezeptoren, sein Geruchssinn ist hoch entwickelt. Die Veränderungen in der Vogelspezies liegen ungefähr 35 Millionen Jahre zurück und lassen vermuten, dass sie nach der Besiedelung des Archipels durch den Kiwi stattfanden.

„Schon der französische Botaniker und Zoologe Jean-Baptiste de Lamarck postulierte im 18. Jahrhundert, dass die Evolution nach dem ‚use it or lose it-Prinzip‘“ funktioniert. Deshalb ist es sehr wahrscheinlich, dass die Kiwis die Farbsichtigkeit verloren haben, weil sie bei einer Nachtaktivität nicht mehr notwendig war“, sagt Erstautorin Diana Le Duc von der Universität Leipzig. „Dieser Theorie folgend, entwickelte sich der für die nächtliche Nahrungssuche notwendige Geruchssinn der Kiwis weiter, und das Repertoire der Geruchsrezeptoren adaptierte sich an eine breitere Vielfalt.“

Die Genomanalyse von zwei Kiwi-Individuen zeigte ersten Schätzungen zufolge jedoch auch eine geringe genetische Variabilität, was den Arterhalt weiter gefährden könnte und bei zukünftigen Zuchtprogrammen berücksichtigt werden muss. „Das Genom des Kiwis ist eine wichtige Informationsquelle für zukünftige, vergleichende Analysen mit anderen ausgestorbenen wie noch lebenden Laufvogelarten“, sagt Janet Kelso, Bioinformatikerin am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie.

Der Kiwi ist nicht nur das nationale Symbol Neuseelands, er kommt auch nur auf dem Archipel vor. Der Braune Kiwi ist eine von zwei flugunfähigen Vogelspezies auf der Nordinsel. Zu seiner Gruppe der sogenannten Ratiten zählen auch die ausgestorbenen Neuseeländischen Moa sowie flugunfähige Laufvögel wie Strauß, Emu und Nandu. Nachdem der Mensch vor 800 Jahren Neuseeland besiedelte, starben viele der dort ansässigen Vogelarten aus. Der Kiwi ist trotz intensiver Schutzmaßnahmen stark bedroht.


Ansprechpartner

Dr. Diana LeDuc
Institute of Biochemistry, Medical Faculty

Universität Leipzig
Telefon: +49 341 3550-544

E-Mail: diana_leduc@eva.mpg.de


Prof. Dr. Torsten Schöneberg
Institut für Biochemie, Medizinische Fakultät

Universität Leipzig
Telefon: +49 341 9722-150

E-Mail: torsten.schoeneberg@medizin.uni-leipzig.de


Janet Kelso
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Telefon: +49 341 3550-552

E-Mail: kelso@eva.mpg.de


Sandra Jacob
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Telefon: +49 341 3550-122

E-Mail: jacob@eva.mpg.de


Originalpublikation
Le Duc D., Renaud G., Krishnan A., Sällman Almén M., Huynen L., Prohaska S.J., Ongyerth M., Bitarello B.D., Schiöth H.B., Hofreiter M., Stadler P.F., Prüfer K., Lambert D., Kelso J., Schöneberg T.

Kiwi genome provides insights into evolution of a nocturnal lifestyle

Genome Biology, 23 July 2015 (doi: 10.1186/s13059-015-0711-4)

Dr. Diana LeDuc | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/9327393/kiwi-genom

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise