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Fruchtfliegen können ihren Stoffwechsel komplett und schnell umstellen © PopGen/Vetmeduni Vienna
Fruchtfliegen können ihren Stoffwechsel komplett und schnell umstellen © PopGen/Vetmeduni Vienna

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Nur sehr wenige Gene machen Fruchtfliegen fit für Hitze

04.10.2018

Finden sich Fruchtfliegen in wärmeren Umgebungen wieder, müssen die Tiere ihren Stoffwechsel umstellen. Evolutionsforscher der Veterinärmedizinischen Universität (Vetmed) in Wien fanden nun heraus, dass für diese Anpassung Varianten von lediglich zwei Genen verantwortlich sind und die Veränderung schnell abläuft, wie sie im Fachjournal "Genome Biology" berichten.

Die Frage, wie sich Organismen auf wärmere Temperaturen einstellen, wird angesichts des fortschreitenden Klimawandels aktuell stark diskutiert. Dass solche Anpassungen mitunter auch recht rasch, sprich über relativ wenige Generation hinweg ablaufen können, haben Wissenschafter in den vergangenen Jahren herausgefunden.

Ob dafür bei verschiedenen Arten Änderungen bei vielen Genen mit jeweils eher kleinerem Einfluss auf den Stoffwechsel verantwortlich sind, oder ob bei der Umstellung nur wenigen Gene entscheidend sind, die dann großen Einfluss ausüben, haben Forscher vom Institut für Populationsgenetik der Vetmed in ihrer Untersuchung überprüft. Im Rahmen ihres Experiments setzte das Team um Francois Mallard und Christian Schlötterer Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster) einer für sie ungewohnt heißen Umwelt aus. Nachdem die Tiere 60 nachfolgende Generationen produziert hatten, untersuchten die Wissenschafter das Erbgut der Fliegen.

Gleiche Anpassungsmechanismen auch in freier Natur

Es zeigte sich, dass tatsächlich nur wenige veränderte Gene für die Umstellung des gesamten Stoffwechsels verantwortlich waren. Die Wissenschafter verglichen danach ihre Beobachtungen aus dem Labor mit Fruchtfliegen-Populationen aus heißen Gegenden wie beispielsweise Florida. Dabei zeigte sich, dass "die gleichen Anpassungsmechanismen auch in der freien Natur zur Anwendung kommen", so Mallard in einer Aussendung der Uni.

Dass sich nur zwei Genevarianten durchsetzten, die sich direkt auf einen wichtigen Regulator des Stoffwechsels auswirken, erkläre auch, "wieso die Fliegen es schaffen sich so schnell an veränderte Klimabedingungen anzupassen. Momentan untersuchen wir, ob die gleichen Prinzipien bei der Anpassung an Sommer und Herbsttemperaturen eine Rolle spielen", so der Forscher. Die Arbeit zeige einmal mehr, dass der Schlüssel zu einer erfolgreichen und raschen Anpassung eine große Vielfalt im Erbgut einer ganzen Population ist. Nur wenn genügend potenziell hilfreiche Genvarianten sozusagen auf "Vorrat" gehalten werden, die sich in einer veränderten Umwelt als nützlich herausstellen können, schaffen es Gruppen von Lebewesen mit größerer Wahrscheinlichkeit, sich auf Umbrüche in ihrem Lebensraum einzustellen.

Service: https://doi.org/10.1186/s13059-018-1503-4

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