Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wissenschaftler entziffern erstes Termiten-Genom / Untersuchungen zur Entstehung sozialer Insekten

21.05.2014

Eine internationale Forschergruppe, darunter Wissenschaftler der Universität Münster, hat nun erstmals das Genom einer Termitenart offengelegt (sequenziert), analysiert und mit dem Erbgut von Ameisen und Staaten bildenden Bienen verglichen.

Wissenschaftler erforschen seit Langem, wie das komplizierte Miteinander in Insektenstaaten funktioniert. Antworten suchen die Forscher auch im Erbgut der Tiere. Nun hat eine große internationale Forschergruppe, darunter Wissenschaftler der Universität Münster, erstmals das Genom einer Termitenart offengelegt (sequenziert) und analysiert.


Soldaten der Feuchtholz-Termite Zootermopsis nevadensis

Foto: Nina Minkley

So konnten sie jetzt das Termiten-Erbgut mit dem Erbgut von Ameisen und Staaten bildenden Bienen vergleichen, was für die Forscher besonders interessant ist. Denn Termiten haben zwar eine ähnliche Lebensweise: Sie bilden ebenfalls Kolonien und verschiedene Kasten, also beispielsweise Arbeiter und Geschlechtstiere. Dabei sind sie aber mit den Hautflüglern, zu denen Bienen und Ameisen zählen, nicht näher verwandt. Die Studie ist in der aktuellen Ausgabe des Online-Fachmagazins "Nature Communications" veröffentlicht.

"Die Analyse des Termitengenoms trägt maßgeblich dazu bei, dass wir entscheidende Schritte in der Evolution der Insekten besser verstehen: die Entstehung sozialer Insekten", betont Dr. Nicolas Terrapon, der die Studie während seiner Postdoktorandenzeit am Institut für Evolution und Biodiversität der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster als einer der Hauptautoren durchgeführt hat. "Termiten sind im Gegensatz zu Bienen und Ameisen recht ursprüngliche Insekten, sie gehören zu den Schaben. Unsere Untersuchungen werden auch dazu beitragen, die Evolution der Insekten ganz allgemein besser nachzuvollziehen."

Die Wissenschaftler untersuchten, ob die Evolution von Sozialität in den verschiedenen Insektengruppen auf den gleichen molekularen Mechanismen beruht. Sie entdeckten dabei Unterschiede, aber auch Gemeinsamkeiten. Einen auffälligen Unterschied fanden die Wissenschaftler bei Gruppen von Genen, die bei den männlichen Tieren an der Reifung der Spermien beteiligt sind.

Diese Gene sind bei den Holz bewohnenden Termiten der Art Zootermopsis nevadensis (Feuchtholz-Termite) zum Teil aktiver beziehungsweise kommen in höherer Stückzahl vor als bei den bisher untersuchten Ameisen- und Bienenarten. Die Forscher gehen davon aus, dass dies eine Besonderheit der Lebensweise widerspiegelt: Während die Männchen beispielsweise bei Ameisen und Bienen einmalig eine große Anzahl an Spermien produzieren und kurz nach der Paarung sterben, paaren sich die Termitenmännchen im Laufe ihres Lebens mehrfach mit der Königin ihres Nestes.

Ein weiterer Unterschied: Die Feuchtholz-Termiten besitzen im Vergleich zu den hoch sozialen Hautflüglern nur wenige Geruchsrezeptoren. Generell spielt der Geruch bei der Kommunikation und der Nestgenossen-Erkennung sozialer Insekten, aber auch bei der Futtersuche, eine extrem wichtige Rolle. Feuchtholz-Termiten haben jedoch eine einfachere Lebensweise als Ameisen, Honigbienen oder auch höher entwickelte Termiten. Sie entfernen sich zur Futtersuche beispielsweise nicht vom Nest und haben ein weniger komplexes Kommunikationsverhalten. Die geringere Anzahl an Geruchsrezeptoren spiegelt diese Lebensweise wider.

Die Forscher entdeckten jedoch auch Gemeinsamkeiten. So haben die Feuchtholz-Termiten beispielsweise ebenso wie Ameisen besonders viele Gene, die bei der Immunantwort eine Rolle spielen. Soziale Insekten sind verstärkt auf eine wirksame Infektionsbekämpfung angewiesen, da sich Krankheitserreger in den dicht besetzten Kolonien sonst leicht ausbreiten. Außerdem haben die Wissenschaftler Proteine gefunden, die eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der kastenspezifischen Merkmale spielen könnten – analog zu einem ähnlichen System bei der Honigbiene.

Als Projektleiter an der Studie beteiligt waren Prof. Dr. Erich Bornberg-Bauer (Universität Münster), Prof. Dr. Jürgen Liebig (Arizona State University, USA), Prof. Dr. Judith Korb (Universität Freiburg) und Guojie Zhang (China National Genebank, BGI-Shenzen, China). Dr. Nicolas Terrapon forscht inzwischen an der Universität Aix-Marseille in Frankreich.

Originalliteratur:

Terrapon N. et al. (2014): "Molecular traces of alternative social organization in a termite genome". Nature Communications 5; Article number: 3636, doi:10.1038/ncomms4636

Weitere Informationen:

http://www.nature.com/ncomms/2014/140520/ncomms4636/full/ncomms4636.html Originalpublikation

Dr. Christina Heimken | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen
16.08.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Geographie verrät das Alter von Viren
16.08.2017 | Universität Bern

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: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten den „anderen Hochtemperatur-Supraleiter“

Eine von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) geleitete Studie zeigt, dass Supraleitung und Ladungsdichtewellen in Verbindungen der wenig untersuchten Familie der Bismutate koexistieren können.

Diese Beobachtung eröffnet neue Perspektiven für ein vertieftes Verständnis des Phänomens der Hochtemperatur-Supraleitung, ein Thema, welches die Forschung der...

Im Focus: Tests der Quantenmechanik mit massiven Teilchen

Quantenmechanische Teilchen können sich wie Wellen verhalten und mehrere Wege gleichzeitig nehmen, um an ihr Ziel zu gelangen. Dieses Prinzip basiert auf Borns Regel, einem Grundpfeiler der Quantenmechanik; eine mögliche Abweichung hätte weitreichende Folgen und könnte ein Indikator für neue Phänomene in der Physik sein. WissenschafterInnen der Universität Wien und Tel Aviv haben nun diese Regel explizit mit Materiewellen überprüft, indem sie massive Teilchen an einer Kombination aus Einzel-, Doppel- und Dreifachspalten interferierten. Die Analyse bestätigt den Formalismus der etablierten Quantenmechanik und wurde im Journal "Science Advances" publiziert.

Die Quantenmechanik beschreibt sehr erfolgreich das Verhalten von Partikeln auf den kleinsten Masse- und Längenskalen. Die offensichtliche Unvereinbarkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

Anbausysteme im Wandel: Europäische Ackerbaubetriebe müssen sich anpassen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen

16.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Maschinensteuerung an Anwender: Intelligentes System für mobile Endgeräte in der Fertigung

16.08.2017 | Informationstechnologie

Komfortable Software für die Genomanalyse

16.08.2017 | Informationstechnologie