Bakterien beeinflussen die Evolution der Taufliege

Die „Schwarzbäuchige“ Taufliege Drososphila melanogaster ist des Genetikers liebstes Haustier. Das kleine Tierchen aus der Ordnung der Zweiflügler (Diptera) wurde erstmals von William E. Castle in vererbungstechnischen Experimenten eingesetzt. Seitdem gilt sie aufgrund ihrer einfachen Haltung und der kurzen Generationsfolge als ideales Studienobjekt der Genetiker.

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D. melanogaster (Wikipedia)

Ein Phänomen, dass schon länger bekant war, nämlich die bevorzugte Paarung zwischen Individuen, die die gleichen Aufzuchtbedingungen erlebt hatten, konnte nun kausal aufgeklärt werden. Es handelt sich um symbiotische Darmbakterien, die vom Aufzuchtmedium beeinflusst werden und ihrerseits wahrscheinlich die pheromonische Komunikation bei der Partnerwahl manipulieren. Ein solcher Effekt könte sich durchaus auf die Evolution von  D. melanogaster auswirken.

In Versuchen mit den beiden unterschiedlichen Aufzuchtmedien Melasse und Stärke, konnte beobachtet werden, dass die jeweiligen Populationen sich bevorzugt mit Partnern paarten, die dieselben Aufzuchtgegebenheiten erlebt hatten, Gleiches gesellte sich also zu Gleichem. Doch woran lag das?

Duch die Gabe von Antibotika, was die symbiotischen Bakterien tötete, konnte ein zufälliges Paarungsverhalten hergestellt werden.

Die Holohologenom-Theory des Ehepaars Rosenberg/Zilber-Rosenberg besagt, dass sich ein symbiontischer Organismus und sein Wirt unter evolutivem Druck wie ein Einzelorganismus verhalten, und nicht wie zwei getrennte Organismen. Die Fruchtfliegen entwicklten die Paarungsreferenz bereits eine Generation nach der Einführung des neuen Aufzuchtmediums und behielten dieses Verhalten für 37 Generationen bei.

Genetische Untersuchungen zeigten dass das verantwortliche Bakterium Lactobacillus plantarum heisst und bei Fliegen, die auf Stärke aufgezogen wurden rund 26% der Bakterien stellt. Im Gegensatz dazu kam es auf Fliegen der Melasseaufzucht nur mit 3% vor. Der letztendliche Beweis gelang durch eine Reinfektion der antibiotikabehandelten Tiere, die durch die erneute Besiedlung durch L. plantarum wieder zu ihrem präerenziellen Paarungsverhalten zurückkehrten.

Die Untersucung der Pheromone zeigte eine Verschiebung bestimmter Moleküle, die bei der Partnerwahl eine Rolle spielen, doch die muss noch vollständig aufgeklärt werden.

Eine interessante Geschichte, die auch die uns Menschen eigene Besiedlung durch Myriaden von kommensalen Mikroorganismen in ein neues Licht rückt.

rb2 large gray Bakterien beeinflussen die Evolution der Taufliege
Sharon, G., Segal, D., Ringo, J., Hefetz, A., Zilber-Rosenberg, I., & Rosenberg, E. (2010). Commensal bacteria play a role in mating preference of Drosophila melanogaster Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1009906107

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