Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Morphologie folgt dem Verhalten

08.11.2012
Neue Ergebnisse von Konstanzer Evolutionsbiologen zur morphologischen Veränderung eines Buntbarsches

Am Beispiel des ostafrikanischen Buntbarsches Perissodus microlepis fanden Evolutionsbiologen der Universität Konstanz Hinweise, dass Verhaltensformen und Umweltfaktoren eine stärkere Rolle für die morphologische Ausprägung von Tierarten spielen könnten als bislang angenommen.

Perissodus microlepis ist bekannt für sein asymmetrisches Maul, das seitlich entweder nach links oder nach rechts verschoben ist. Konstanzer Wissenschaftler um den Evolutionsbiologen Prof. Axel Meyer, PhD, fanden in ihrer jüngsten Studie starke Indizien dafür, dass entgegen der bisherigen Forschungsmeinung vermutlich nicht ausschließlich genetische Faktoren bestimmen, wie sich das Maul des Fisches entwickelt.

Vielmehr sind auch die Jagdvorlieben der individuellen Fische sowie Umwelteinflüsse ausschlaggebend für die jeweilige Verschiebung des Mauls. Die Forschungsergebnisse wurden in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsjournals „Proceedings of the Royal Society B“ veröffentlicht. In künftigen Studien soll der Fisch als Modell dienen, um die Entwicklung von Links- und Rechtshändigkeit besser zu verstehen.

Der ausschließlich im ostafrikanischen Tanganjikasee beheimatete Buntbarsch Perissodus microlepis ernährt sich von Schuppen seiner Beutetiere. Er schwimmt bevorzugt von hinten an seine Beute heran und befällt sie von der linken oder von der rechten Flanke, um ihr Schuppen herauszubeißen. Biologen nahmen bislang an, dass sich die Jagdvorlieben – entweder bevorzugt von links oder von rechts anzugreifen – nach der jeweiligen Maulverschiebung des Fisches richten. Ein einzelnes Gen sei zuständig für die Verlagerung des Mauls; das Jagdverhalten des Fisches folge der Ausrichtung seiner Maulform. Henrik Kusche, Dr. Hyuk Je Lee und Prof. Axel Meyer konnten nun in einer umfangreichen Untersuchung der Spezies die These für ein einzelnes „Rechts- oder Links-Gen“ widerlegen. Die Wissenschaftler zeigen in ihrer Studie, dass die individuelle Maulform sich wahrscheinlich eher nach den Jagdvorlieben des jeweiligen Fisches entwickelt und je nachdem „wandert“, ob der Fisch lieber von links oder von rechts attackiert.

Für ihre Studie dokumentierten die Konstanzer Forscher die Ausprägung des Mauls bei rund 300 erwachsenen Exemplaren von Perissodus microlepis, die im Tanganjikasee gefangen wurden, darunter auch 54 Brutpaare. Auch konnten die Biologen für die weitere Forschung Jungtiere aus Afrika lebend mit nach Konstanz bringen. Die Biologen stellten eine weniger ausgeprägte Verschiebung der Maulform bei Wildfangtieren und auch bei den in Aquarien aufgezogenen Jungtieren fest – bei rund einem Drittel der Jungtiere waren die Mäuler sogar nahezu symmetrisch. „In sämtlichen natürlichen Populationen fanden wir jeweils eine ziemlich exakte Gleichverteilung von links- und rechtsmäuligen Fischen vor“, erklärt Henrik Kusche, der auch Doktorand in der International Max Planck Research School für Organismal Biology ist. Anstelle einer klaren Ausprägung nach links oder nach rechts, was für eine klare genetische Ursache sprechen würde, fanden die Forscher fließende Übergänge der Maulverlagerung. „Auch die Partnerwahl bei den Brutpaaren erfolgte nicht nach Präferenzen für eine bestimmte Maulorientierung, sondern in zufälliger Verteilung“, fährt Kusche fort.

„Unsere Ergebnisse sprechen klar gegen die These einer genetischen Determinierung der Maulverschiebung“, zieht Hyuk Je Lee, Fellow des Konstanzer Zukunftskollegs, sein Fazit: „Alles spricht dafür, dass die Morphologie vielmehr dem Jagdverhalten und Umweltfaktoren folgt.“ Die Maulverformung steht also nicht bereits bei Geburt genetisch fest, sondern folgt dem individuellen Verhalten der Tiere und prägt sich mit zunehmendem Alter stärker aus: Hat sich die Verlagerung des Mauls erst einmal ergeben, verstärkt dies weiter die Vorliebe des Fisches für die jeweilige Jagdseite. Die auffällige statistische Gleichverteilung beider Varianten ergibt sich vermutlich aufgrund einer sogenannten negativ-häufigkeitsabhängigen Selektion: Überwiegt die linksmäulige Variante von Perissodus microlepis, so achten deren Beutetiere stärker auf Angreifer von dieser Seite, was wiederum der rechtsmäuligen Variante des Buntbarschs Jagdvorteile bietet und deren Häufigkeit anwachsen lässt. Das Verhältnis beider Varianten gleicht sich auf diesem Wege von selbst aus und schwankt nur in begrenztem Umfang.

In ihrer weitergehenden Forschung beobachten die Konstanzer Evolutionsbiologen nun die heranwachsenden Buntbarsche auf individueller Ebene, um die Verlagerungseffekte der Mäuler direkt zu beobachten. Am Genomics Center Konstanz (GeCKo) überprüfen sie, welche Gene bei links- und bei rechtsgelagerten Exemplaren in der linken und rechten Gehirnhälfte aktiviert werden. Die Präferenz der Tiere für eine spezifische Körperseite, die sich sogar morphologisch niederschlägt, soll als Modell für künftige Forschungen zur Entwicklung von Rechts- und Linkshändigkeit dienen.

Originalveröffentlichung:
Henrik Kusche, Hyuk Je Lee, Axel Meyer: „Mouth asymmetry in the textbook example of scale-eating cichlid fish is not a discrete dimorphism after all“. Proceedings of the Royal Society B 2012 279, 4715-4723
Hinweis an die Redaktionen:
Ein Foto kann im Folgenden heruntergeladen werden:
http://www.pi.uni-konstanz.de/2012/157.jpg
Bildtext: Zwei Exemplare des Buntbarsches Perissodus microlepis mit nach rechts und nach links verschobenem Maul.
Kontakt:
Universität Konstanz
Kommunikation und Marketing
Telefon: 07531 / 88-3603
E-Mail: kum@uni-konstanz.de
Prof. Axel Meyer, PhD
Universität Konstanz
Professur für Zoologie/Evolutionsbiologie
Universitätsstraße 10
78464 Konstanz
Telefon: 07531 / 88-4163
E-Mail: Axel.Meyer@uni-konstanz.de

Julia Wandt | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-konstanz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen
27.06.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Glykane als Biomarker für Krebs?
27.06.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wave Trophy 2017: Doppelsieg für die beiden Teams von Phoenix Contact

27.06.2017 | Unternehmensmeldung

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie