Max Planck Institut für Evolutionsbiologie | Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Wie und warum entwickelt sich der komplexe Lebenszyklus von einfachen Hefen?

2012

Greig, Duncan

Die Hefe Saccharomyces cerevisiae ist ein Modellorganismus für evolutionäre Experimente. Sie wächst schnell zu großen Populationen heran, hat einen interessanten Lebenszyklus mit sexuellen und asexuellen Stadien und ist ein sehr gut untersuchter Modellorganismus im Labor. Allerdings ist erstaunlich wenig über die natürlichen Lebensbedingungen der Hefe bekannt. Durch die Erforschung von S. paradoxus, eng verwandt mit S. cerevisiae, in seiner natürlichen Umgebung und unter Laborbedingungen, kann man mehr darüber erfahren, wie und warum einzelne Elemente des Lebenszyklus entstanden sind.

Die Koevolution zwischen Wirt und Darmbakterien

2011

Baines, John F.

Die biomedizinische Forschung im letzten Jahrzehnt hat hervorgehoben, wie wichtig die Bakteriengemeinschaften in unserem Darm sind. Durch das schnell wachsende Feld der Metagenomik ist es möglich geworden, genetisches Material direkt aus seiner natürlichen Umgebung zu erforschen. Viele Blutgruppenantigene werden im Darm exprimiert und nehmen Einfluss auf die dort angesiedelten Bakterien. Die derzeitige Forschung der Evolutionsgenetiker am MPI in Plön konzentriert sich auf die mit einer Blutgruppe assoziierte Glykosyltransferase B4galnt2.

Die Optimierung des Immunsystems durch natürliche und sexuelle Selektion

2010

Lenz, Tobias; Kalbe, Martin

Eines der großen Rätsel der Evolutionsbiologie ist noch immer die weite Verbreitung von sexueller Fortpflanzung. Eine Schlüsselrolle bei der Entstehung und Erhaltung der sexuellen Fortpflanzung wird in der dynamischen Ko-Evolution von Parasiten und ihren Wirten vermutet. Mit Hilfe von Labor- und Freilandversuchen am dreistachligen Stichling können Schlüsse auf die Bedeutung von parasitenbedingter natürlicher und sexueller Selektion auf Reproduktionserfolg und somit auf die Darwin’sche Fitness gezogen werden und folglich die Evolution von sexueller Fortpflanzung besser verstanden werden.

Die Suche nach den genetischen Grundlagen der evolutionären Anpassung

2009

Tautz, Diethard

Systematische Analysen, die die molekularen Mechanismen evolutionärer Anpassungen aufdecken können, sind erst seit kurzem möglich. Wissenschaftler am MPI für Evolutionsbiologie fokussieren solche Analysen auf natürliche Populationen der Hausmaus (Mus musculus). Dabei wird das Genom nach Signaturen durchsucht, die auf neue Anpassungen hindeuten. Erste Ergebnisse zeigen, dass diese viel häufiger gefunden werden können als bisher vermutet. Es besteht damit die Hoffnung, dass Experimente möglich werden, in denen natürliche Evolution von Mauspopulationen in Echtzeit beobachtet werden kann.

Der schnellste Pfad der Evolution

2008

Traulsen, Arne

Bei der Evolution einer Population sammeln sich nach und nach vorteilhafte Mutationen an. Dabei erhöht sich die Fitness der Population, bis sich alle vorteilhaften Mutationen durchgesetzt haben. Unter welchen Umständen läuft dieser Prozess am schnellsten ab? Mathematisch lässt sich zeigen, dass es für geringe Mutationsraten optimal ist, wenn die Fitness exponentiell ansteigt. Wenn die Mutationsraten sehr hoch sind, dann ist der Prozess schneller, wenn die Fitness nur im letzten Schritt stark ansteigt.

Diversität und nachhaltige Nutzung amazonischer Überschwemmungswälder

2007

Schöngart, Jochen; Wittmann, Florian; Junk, Wolfgang J.

Amazonische Überschwemmungswälder sind aufgrund der leichten Zugänglichkeit, der nährstoffreichen Böden und reichhaltigen natürlichen Ressourcen im besonderen Maβe bedroht. Das Wissen über Diversität, Dynamik und Baumwachstum und deren Beziehung zu Umweltfaktoren ist Grundlage für die Entwicklung nachhaltiger Managementkonzepte, welche die vielfältigen Wirkungen der Wälder unter gleichzeitiger Versorgung der lokalen Bevölkerung mit natürlichen Ressourcen gewährleisten.

Stabile Isotope: neue Möglichkeiten der Analyse von Nahrungsnetzen

2006

Harrod, Chris; Lampert, Winfried

Stabile Isotope, vor allem von Stickstoff und Kohlenstoff, sind ein neues Hilfsmittel, um die Struktur von Nahrungsnetzen in aquatischen Ökosystemen zu erforschen. Diese Isotope werden auf charakteristische Weise angereichert, wenn organisches Material von einer Nahrungskettenstufe zur anderen weitergegeben wird. Über die Isotopen-Zusammensetzung eines Organismus lässt sich auch die Herkunft der Ressourcen ermitteln. Wissenschaftler der Abteilung Ökophysiologie am Max-Planck-Institut für Limnologie konnten mit dieser Methode zeigen, wie Kohlenstoff aus Methan, im Seesediment gebildet, über Bakterien und Mückenlarven schließlich in Spinnen außerhalb des Gewässers ankommt. Außerdem gelang es nachzuweisen, dass Fische der gleichen Art, die sich morphologisch unterscheiden, auf verschiedene Lebensräume und Nahrungsressourcen in einem See spezialisiert sind.

Genetisch diverse Populationen trotzen dem Klimawandel – experimentelle Erkenntnisse aus Seegraswiesen

2005

Reusch, Thorsten

Während eine positive Rolle von Artendiversität auf Ökosystemleistungen gut belegt ist, ist die Funktion genetischer Vielfalt einzelner Arten experimentell weitgehend ungeklärt. Viele hochproduktive aquatische Pflanzengemeinschaften bestehen natürlicherweise aus wenigen oder nur einer Art. Um dieses Paradox zu klären, manipulierten Wissenschaftler des MPI für Limnologie in einem Freilandexperiment die genotypische Vielfalt des Großen Seegrases Zostera marina. Das Experiment fand im Jahr 2003 in der Ostsee statt. Während einer langen Hitzewelle erreichten die Wassertemperaturen über 25°C und führten zu erheblicher Hitzestress-Mortalität bei Flachwasseroganismen. Solche Bedingungen können als Modell für vorhergesagte Klimaänderungen (‚global change’) dienen. Nach der Hitzewelle erholten sich genetisch diverse Seegrasflächen schneller und wiesen am Ende der Wachstumssaison eine höhere Biomasse sowie höhere Häufigkeiten von seegrasbewohnenden Invertebraten auf als genetische Monokulturen. Die positiven Effekte genetischer Diversität waren dabei auf echte Diversitätseffekte (Komplementarität) und nicht auf die Dominanz einzelner besonders widerstandsfähiger Genotypen zurückzuführen. Diese Erkenntnisse unterstützen nachdrücklich, dass nicht nur Artenvielfalt, sondern auch genetische Vielfalt innerhalb von Arten geschützt werden sollte. Für genotypische Diversität konnte eine analoge Rolle zur Arten-Diversität nachgewiesen werden. Damit kann die Funktion genetischer Diversität in bestehende ökologische Theorien zur Funktion von Artenvielfalt eingebettet werden.

Reputation zahlt sich aus und löst Kooperationsprobleme

2004

Milinski, Manfred

Viele Probleme der menschlichen Gesellschaft, wie beispielsweise die Überfischung der Meere oder das globale Klimadilemma, sind Kooperationsprobleme. Wenn Personen, Gruppen oder Staaten frei sind, gemeinschaftlich genutzte Ressourcen im Übermaß zu nutzen, dann tun sie das in der Regel auch. So sind Gemeinschaftsgüter in Gefahr zusammenzubrechen; dies betrifft Krankenversicherungssysteme ebenso wie Fischpopulationen oder möglicherweise unser Klima. Dieses als "Tragedy of the Commons" [1] bekannte Problem wird von Sozial-, Politik- und Wirtschaftswissenschaftlern seit Jahrzehnten und von Evolutionsbiologen neuerdings intensiv untersucht. Doch außer der Möglichkeit, Nicht-Kooperationsbereite direkt zu bestrafen [2], hat man bisher noch keine kooperative Lösung der "Tragedy of the Commons" gefunden. Wissenschaftler der Abteilung "Evolutionsökologie" im Max-Planck-Institut in Plön zeigten nun, dass eine unerwartet effiziente Lösung des Problems erreicht werden kann, wenn die für andere soziale Situationen wichtige persönliche Reputation, der gute Ruf, auf dem Spiel steht: Gelingt diese Verknüpfung, bleibt die Gemeinschaftsressource nicht nur erhalten, sondern wirft sogar für alle Nutzer hohen Gewinn ab [3].

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