Koboldmaki-Erbgut liefert neue Einblicke in die Evolution der Primaten

Koboldmaki-Erbgut liefert neue Einblicke in die Evolution der Primaten

Meldung vom 07.11.2016 16:07

Ein Forscherteam hat das Koboldmaki-Erbgut analysiert und dabei neue Erkenntnisse über die Evolution der Primaten und springender Gene gewonnen

161107-1608_medium.jpg
 
Ein Koboldmaki (Carlito syrichta) mit seiner Beute.
Foto: David Haring/Duke Lemur

Original-Publikation:
Schmitz, J. et al. 2016. Genome sequence of the basal haplorrhine primate Tarsius syrichta reveals unusual insertions. Nat. Commun. 7, 12997

Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat das Erbgut des Philippinischen Koboldmakis analysiert. Die Ergebnisse ermöglichen neue Einblicke in die frühe Primatenevolution. An der Studie waren das Institut für Experimentelle Pathologie der Medizinischen Fakultät Münster, das McDonnell Genome Institute Washington, die University of California in Santa Cruz sowie das Deutsche Primatenzentrum (DPZ) – Leibniz-Institut für Primatenforschung in Göttingen beteiligt. Durch die Untersuchungen von speziellen DNS-Abschnitten, den sogenannten springenden Genen, im Erbgut der kleinen Waldbewohner, haben die Forscher neue Elemente und deren Verteilungsmechanismen entdeckt. Außerdem konnten sie die Aktivitätsmuster verschiedener anderer springender Gene im Laufe der Primatenevolution aufklären. Da der Mensch ebenfalls zu den Primaten gehört, können die Forscher anhand der Ergebnisse Rückschlüsse auf unsere eigene Entwicklung ziehen (Nature Communications 7, 12997).

Abenddämmerung im philippinischen Regenwald. Im dichten Geäst einer Baumkrone ist ein ungewöhnliches Kerlchen aufgewacht. Der etwa faustgroße Waldbewohner klettert aus seiner Baumhöhle und macht sich für die Nacht bereit. Mit seinen großen Kugelaugen, jedes davon größer als sein Gehirn, nimmt der Philippinische Koboldmaki eine Heuschrecke ins Visier. Die Augen kann er zwar nicht bewegen, aber dank seiner stark modifizierten Halswirbel kann er seinen Kopf um 180 Grad in jede Richtung drehen. Mit seinen langen, spindeldünnen Fingern greift der kleine Fleisch- und Insektenfresser die Heuschrecke und verspeist sie genüsslich. Seine mit speziellen Fußwurzeln ausgestatteten Füßchen gaben ihm den wissenschaftlichen Namen Tarsier (Singular Tarsius). Die kräftigen Hinterbeine ermöglichen es ihm, bis zu sechs Meter weit von Baum zu Baum zu springen. Mit rund 150 Gramm ist der Koboldmaki leichter als zwei Tafeln Schokolade. Für die Forschung hingegen ist er ein Schwergewicht, da er stammesgeschichtlich einen bisher kaum erforschten Zeitraum der Primatenevolution abdeckt.

Was kann solch ein sonderbarer Zeitgenosse über die frühe Evolution der Primaten erzählen? Die Antwort liegt versteckt im Erbgut. Um herauszufinden, was den kleinen Affen so einzigartig macht, nutzte ein deutsch-amerikanisches Forscherteam moderne, gentechnische Methoden (unter anderem Hochdurchsatz-Sequenzierung), um sein Erbgut zu entschlüsseln. Bei den anschließenden, detaillierten Analysen des Erbguts wurde besonderes Augenmerk auf sogenannte springende Gene gelegt, die eine wichtige Rolle bei der Evolution von Genen und Genomen und somit auch für die Evolution der Primaten spielen können.

Die Wissenschaftler um Jürgen Schmitz vom Institut für Experimentelle Pathologie der Medizinischen Fakultät Münster und Wesley Warren vom McDonnell Genome Institute Washington interessierten sich speziell für die Analyse springender Gene innerhalb der Koboldmakis. „Wir können durch die Analyse ihrer springenden Elemente viel über unsere eigene Evolution lernen“, erklärt Jürgen Schmitz, Leiter der Studie. Diese springenden Gene sind DNS-Abschnitte, die sich selbst kopieren und neue Positionen im Erbgut einnehmen können. Wie beim Menschen machen die springenden Gene bei Koboldmakis rund die Hälfte des Erbgutes aus. Gemeinsam mit der University of California, Santa Cruz sowie Christian Roos und Angela Noll vom Deutschen Primatenzentrum (DPZ) in Göttingen konnten die Wissenschaftler bisher unbekannte springende Gene entdecken und deren Verteilungsmechanismen erklären. „Dank des vorliegenden Koboldmaki-Erbguts war es uns möglich, Integrationen springender Gene zu erkennen, die bereits sehr lange zurückliegen“, erläutert Jürgen Schmitz.

Vergleichsstudien mit anderen Primaten zeigen, dass vor etwa 50 Millionen Jahren, in der frühen Stammeslinie der Trockennasenaffen, viele dieser Gene ihren springenden Charakter verloren haben. Stattdessen evolvierten bei Affen andere Formen von springenden Genen, die heute einen sehr großen Teil unseres eigenen Erbgutes ausmachen. Vermutlich war ein extremer Rückgang in der Primatenpopulation der Grund für den Wechsel. Das Erbgut des Koboldmakis ist in der stammesgeschichtlichen Entwicklung von besonders großem wissenschaftlichen Interesse, da er Merkmale zweier verschiedener Primatengruppen besitzt – sowohl Merkmale der Feuchtnasenaffen, denen die Lemuren und Loris angehören, als auch Merkmale der höheren Primaten, denen die Affen und Menschen angehören.

„Wir haben den ersten Nachweis dafür gefunden, dass ein komplettes Erbgut eines Mitochondriums in ein Kernerbgut integriert worden ist“, erklärt Jürgen Schmitz. „Mitochondrien sind zelluläre Organellen, die eine eigene Erbsubstanz besitzen. Ein kompletter Einbau ist bei Säugetieren zuvor noch nie nachgewiesen worden.“ Außerdem konnten auch verschiedene Gene identifiziert werden, die den kleinen Waldbewohner so einzigartig machen und beispielsweise für die ausgeprägte Sehfähigkeit und die außerordentliche Sprungfähigkeit verantwortlich sind. Die Analysen zeigten zudem, dass die Populationsgröße des Koboldmakis zurzeit leider auf dem niedrigsten Stand seiner bisherigen Geschichte ist. „Wie hoffen, dass unsere neuen Forschungsergebnisse und die einzigartige Position des Koboldmakis in der Stammesgeschichte der Primaten viele weiterführende Studien nach sich ziehen werden, die sowohl ein tiefergehendes Verständnis für die Biodiversität und Genetik der Primaten, als auch eine gesteigerte Aufmerksamkeit für diese besonderen Tiere zum Ziel haben werden“, fasst Angela Noll vom Deutschen Primatenzentrum die Bedeutung der Studie zusammen.


Archiv:

Meldung vom 19.01.2017 14:46

Weltweite Bedrohung von Primaten betrifft uns alle

Wissenschaftler des Deutschen Primatenzentrums (DPZ) fordern zusammen mit einem internationalen Expertenteam s ...

Meldung vom 07.11.2016 16:07

Koboldmaki-Erbgut liefert neue Einblicke in die Evolution der Primaten

Ein Forscherteam hat das Koboldmaki-Erbgut analysiert und dabei neue Erkenntnisse über die Evolution der Prim ...

Meldung vom 07.11.2016 16:02

Wie Pflanzen die Welt erobern

Immer mehr Pflanzenarten werden durch den Menschen in neue Gebiete eingeschleppt. Bislang war unklar, welche R ...

Meldung vom 07.11.2016 15:57

Rostocker Forscher entdeckt neue Krabbe an der Ostseeküste

Wissenschaftler weist erstmals Asiatische Strandkrabbe in MV nach

Meldung vom 13.10.2016 14:21

Auf dem Weg nach Norden - Immer mehr Mittelmeerspinnen in Deutschland heimisch

Wärmeliebende Spinnenarten aus dem Mittelmeerraum werden zunehmend auch in Deutschland nachgewiesen.

Meldung vom 08.09.2016 16:22

Erbgutanalyse enthüllt: Es gibt nicht nur eine, sondern vier Giraffenarten

Senckenberg-Wissenschaftler und die Giraffe Conservation Foundation haben die genetischen Verwandtschaftsbezie ...

Meldung vom 06.09.2016 17:06

Ältere Schreikraniche initiieren neue Zugrouten - Reaktion auf Klima- und Landnutzungswandel

Der weltweite Klima- und Landnutzungswandel führt dazu, dass einzelne Vögel nicht mehr so weit gen Süden zi ...

Meldung vom 01.09.2016 20:07

Elefanten im Sinkflug

Neuer Report bestätigt den rasanten Rückgang Afrikanischer Elefanten.

Meldung vom 29.06.2016 19:35

Bisher unbekannte weltweite ökologische Katastrophe aufgedeckt

In der Erdgeschichte kam es mehrmals zu einem Massenaussterben mit entsprechenden Konsequenzen für die Umwelt ...

Meldung vom 07.06.2016 16:50

Neu- und Wiederansiedlungen von Luchsen erfordern größere Bestände

Um Luchse erfolgreich wiederanzusiedeln, spielt die Anzahl an ausgewilderten Tieren eine entscheidende Rolle. ...

Meldung vom 30.05.2016 18:53

Extremes Jagdverhalten macht Schweinswale anfällig für Störungen

Internationales Wissenschaftlerteam veröffentlicht Studie über Fressgewohnheiten

Meldung vom 30.05.2016 17:13

Gezielter Schutz für Borneos Raubtiere

Umwandlungen und Fragmentierung des natürlichen Lebensraums, Abholzung, illegales Jagen, Feuer: die Regenwäl ...

Meldung vom 25.05.2016 13:53

Menschenaffen kommunizieren kooperativ

Menschliche Sprache ist ein kooperatives Zusammenspiel und beinhaltet schnelle Rollenwechsel. Diese Art der ko ...

Meldung vom 23.05.2016 19:14

„Alien“ im Bernstein

Biologen der Universität Jena entdecken Bindeglied zwischen Gottesanbeterinnen und Schaben

Meldung vom 01.05.2016 17:23

Drei neue Affenarten auf Madagaskar entdeckt

Wissenschaftler des Deutschen Primatenzentrums (DPZ), der University of Kentucky, des amerikanischen Duke Lemu ...

Meldung vom 18.03.2016 20:30

Bei Tüpfelhyänen sind Nesthocker keine Verlierer

Männchen, die zu Hause bleiben, müssen keine Zweite-Klasse-Männchen sein, sondern können genauso viele Nac ...

Meldung vom 07.03.2016 16:42

Mehr Sumatra Orang-Utans als bisher angenommen

Der Sumatra Orang-Utan, eine der zwei existierenden Orang-Utan-Arten, lebt ausschließlich im Norden der indon ...

Meldung vom 07.03.2016 16:36

Wie kann man Fledermausarten am besten unterscheiden

Ein internationales Forscherteam hat erstmals verschiedene Methoden zur Artenbestimmung von Fledermäusen in P ...

Meldung vom 07.03.2016 16:31

Arbeitsteilung bei sozialen Insekten: Allrounder gegenüber Spezialisten bei Störungen im Vorteil

Fitnesskosten: Ameisenkolonien mit starker Spezialisierung haben bei plötzlichen Veränderungen geringere Üb ...

Meldung vom 07.03.2016 16:24

Neues zum Sexleben der Graumulle: Bewusst enthaltsam

Sie könnten zwar Nachkommen zeugen, leben aber meistens enthaltsam: Das ist das Schicksal zahlreicher Männch ...

Meldung vom 05.03.2016 07:20

Einige Vögel sind genauso schlau wie Affen: Forscher ergründen Gemeinsamkeiten in Hirnarchitektur

Einige Vogelgruppen sind mental ebenso schlau wie Menschenaffen. Zu dieser Schlussfolgerung kommen Prof. Dr. O ...

Meldung vom 02.03.2016 03:15

Invasion von Zellen durch pathogene Bakterien: Schlüssel zum Verständnis zur Herkunft der Eukaryote

Die Entstehung komplexer Zellen - sogenannter Eukaryoten - vor 2 Milliarden Jahren markierte einen entscheiden ...

Meldung vom 01.03.2016 11:10

Invasive Wasserfrösche zu dominant für einheimische Arten

Wasserfrösche haben sich in Mitteleuropa in den letzten zwanzig Jahren stark ausgebreitet. Mithilfe eines neu ...

Meldung vom 27.02.2016 02:40

Mutter-Kind-Kommunikation bei Schimpansen

Sprache wird bei uns Menschen mit Hilfe der Hände erlernt. Aber auch in der Kommunikation von Menschenaffen s ...

Meldung vom 11.02.2016 20:41

Warmes Bad in der Nordsee - Eingewanderte Krabbe breitet sich aus

Wissenschaftler von Senckenberg am Meer in Wilhelmshaven haben durch die Auswertung einer Langzeitstudie gezei ...

Meldung vom 11.01.2016 16:17

Mikroplastikpartikel in Speisefischen und Pflanzenfressern

Müll im Meer: Neue AWI-Studien zeigen, dass die Plastikreste in Nord- und Ostsee auch von Speisefischen und M ...

Meldung vom 08.01.2016 13:30

Wie die Taiga das Weltklima verändert

Botanikerin der Universität Jena analysiert die Folgen von Waldbränden in Sibirien

Ältere Nachrichten:

Anything in here will be replaced on browsers that support the canvas element