„Springende Gene“ treiben die Evolution bei Ameisen voran

Die Zoologen um Lukas Schrader, Dr. Jan Oettler und Prof. Dr. Jürgen Heinze haben zwei invasive Populationen der Art Cardiocondyla obscurior untersucht. Ihre Forschungsergebnisse sind vor Kurzem in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“ erschienen. (DOI: 10.1038/ncomms6495).

Nicht allein für die Entwicklung neuer Spezies sind genetische Mutationen von Bedeutung. Auch für die Anpassung an neue Lebensräume sind genetische Veränderungen nicht selten notwendig. Hier scheinen aber gerade solche Arten im Nachteil zu sein, die bei der Besiedlung neuer Lebensräume durch nur wenige Individuen auf Inzucht zurückgreifen.

Gerade Gründerpopulationen sind zumeist genetisch „ausgedünnt“. Wie also können sich diese Arten an ein neues Habitat anpassen? Wo liegen hier die Ursachen für die Entwicklung von genetischen Veränderungen?

Zur Beantwortung dieser Fragen hat das Regensburger Forscherteam zwei Populationen der Inzucht-Ameise Cardiocondyla obscurior erforscht. Die phänotypische Untersuchung brachte klare Unterschiede – in Größe, Geruch, aggressivem Verhalten oder Koloniestruktur – zwischen beiden Populationen zutage. Darüber hinaus führte die genetische Analyse beider Populationen zu weiteren überraschenden Ergebnisse.

So verfügt zwar Cardiocondyla obscurior im Allgemeinen über das kleinste der bislang sequenzierten Ameisen-Genome. Für die Forscher war allerdings die rasante Entwicklung von Ansammlungen von sogenannten „springenden Genen“ (Transposable Elements, TEs) bei beiden Populationen auffällig. Dabei handelt es sich um DNA-Sequenzen, die ihre Position innerhalb des Genoms wechseln können, was wiederum zu einer Mutation oder Veränderung der Struktur des gesamten Genoms führen kann.

Die Regensburger Wissenschaftler folgerten daraus, dass Transposable Elements bei Gründerpopulationen gewissermaßen als Springbrunnen für genetische Mutationen fungieren. Die kurzen DNA-Sequenzen machen einen großen Teil der pflanzlichen und tierischen Genome (auch etwa 50 % beim Menschen) aus, wurden aber lange als wertloser Bestandteil der DNA angesehen. Mittlerweile weiß man, dass sie eine wichtige Kraft im Rahmen der Evolution darstellen. Eine Kraft, die demnach auch zur Entwicklung von genetischen Unterschieden beiträgt und gerade Gründerpopulationen dabei hilft, sich an einen neuen Lebensraum anzupassen.

Der Original-Artikel im Internet unter:
www.nature.com/ncomms/2014/141216/ncomms6495/full/ncomms6495.html

Ansprechpartner für Medienvertreter:
Lukas Schrader
Universität Regensburg
Institut für Zoologie
Tel.: 0941 943-2996
Lukas.Schrader@ur.de