Verschiedene Arten von Anopheles-Mücken (im Bild A. quadrimaculatus) können Malaria übertragen. (Bild: Keystone / Science Photo Library / Dennis Kunkel Microscopy)
Gene-Drives sind gentechnische Veränderungen, die sich rasend schnell in Populationen ausbreiten und ganze Arten zum Aussterben bringen könnten. Zur Bekämpfung von Krankheiten birgt das grosses Potenzial. Aber man sollte wissen, was man tut.
Sie werden bisweilen als die gefährlichsten Tiere der Welt bezeichnet: Stechmücken. Tatsächlich gibt es nicht viel, was die Mitglieder dieser etwa 4500 Arten umfassenden Insektenfamilie sympathisch macht, und dafür umso mehr, was ein schlechtes Licht auf sie wirft. Zum schwerwiegendsten Problem gehört ihre Rolle in der Übertragung von Krankheiten, insbesondere der Malaria. Allein im Jahr 2016 starben laut der Weltgesundheitsorganisation WHO 445 000 Personen, unter ihnen 285 000 Kinder unter fünf Jahren, an dieser Krankheit; 216 Millionen Personen erkrankten.
Übertragen werden die Malaria-Erreger von einigen Arten der weiblichen Stechmücken der Gattung Anopheles. Diese Mücken zu bekämpfen und sie am Stechen zu hindern, gehört denn auch zu den essenziellen Bestandteilen der Malaria-Bekämpfung.
Spektakulärer Zufallsfund: Bei einer Wanderung hat ein Geologe die ältesten Tierpuren des Grand Canyon entdeckt. Die 28 versteinerten Echsen-Fußabdrücke sind 310 Millionen Jahre alt und gehören damit zu den ältesten bekannten Abdrücken von Reptilien überhaupt. Welche Urzeitechse diese Spuren hinterlassen hat, ist allerdings noch offen. Forscher schließen aber nicht aus, dass sie von einer noch unbekannten Reptilienart stammen.
Wie die Lebenswelt der Urzeit aussah, verraten nicht nur Fossilien, sondern oft auch Fußabdrücke. Dinosaurier-Fußabdrücke in Alaska beispielsweise zeigen, dass die Urzeit-Echsen einst selbst im hohen Norden und in ungewöhnlichen Artenkombinationen vorkamen. In Schottland hinterließen riesenhafte Pflanzenfresser ihre Spuren und in Deutschland wanderte ein Raubsaurier mit seinem Jungtier den Strand entlang.
Rebbachisaurid sauropod Lavocatisaurus agrioensis gen. et sp. nov. from Agrio del Medio (Argentina), Aptian–lower Albian. A. MOZ-Pv1232, axis in lateral view (A1, photograph; A2, drawing); eight cervical vertebrae in lateral view view (A3, photograph; A4, drawing, ); anterior caudal vertebra in lateral view (A5); middle caudal vertebra in lateral view (A6); posterior caudal vertebra in lateral view (A7); posteriormost caudal vertebra in lateral view (A8); left tibia in lateral view (A9). B. MOZ-Pv 1255, left scapula from a juvenile specimen, in lateral view. C. Skeletal reconstruction based on the holotype and paratype specimens. Scale bars 10 cm. Bild: wikipedia.org/CC BY-SA 4.0 – José I. Canudo, José L. Carballido, Alberto Garrido, and Leonardo Salgado
Eine bisher unbekannte Dinosaurier-Art haben Forscher im Süden Argentiniens entdeckt. Die Paläontologen aus Spanien und Argentinien fanden in der Nähe der Anden die Knochenreste eines zwölf Meter langen Tieres und zweier kleinerer Exemplare.
Die Pflanzenfresser lebten vor 110 Millionen Jahren in einem Wüstengebiet in der heutigen Provinz Neuquén. Die neu entdeckte Art erhielt den Namen Lavocatisaurus agrioensis.
«Wir haben den grössten Teil der Schädelknochen gefunden und eine grosse Zahl von Zähnen, wodurch wir eine ziemlich vollständige Rekonstruktion erstellen konnten», sagte José Luis Carballido vom Museum Egidio Feruglio in der Stadt Trelew in Patagonien. Auch Knochen des Halses, des Rückens und des Schwanzes fanden die Forscher.
Wehrhafte Kakerlaken: Auch Schaben beherrschen offenbar Karate-Tricks. Wie ein Forscher beobachtet hat, wehren sich die Insekten mit gezielten „Kampfsport-Tritten“ gegen Angriffe feindlicher Wespen. Damit schaffen sie es erstaunlich oft, einem grauenvollen Schicksal zu entgehen. Denn schlägt die Wespe erfolgreich zu, werden die Schaben zu fremdgesteuerten Wesen – und enden als Larvenfutter.
Die Juwelwespe könnte ohne weiteres der Protagonist eines schlechten Horrorstreifens sein. Denn dieses parasitisch lebende Insekt hat wahrhaft furchteinflößende Eigenschaften. Wann immer die Eiablage bevorsteht, schleicht sich das gerade einmal 20 Millimeter große Tier an etwa doppelt so große, ahnungslose Schaben heran. Dann geht alles ganz schnell: Ein Stich in die Brust, einer ins Gehirn – und das Opfer wird zum willenlosen Zombie.
Thorax im Blick: Forscher haben rekonstruiert, wie der Brustkorb der Neandertaler ausgesehen haben könnte. Ihre Modellierung auf Basis von Knochenfunden zeigt: Der Thorax unserer Steinzeit-Cousins war im unteren Bereich deutlich breiter als bei modernen Menschen. Demnach verließen sich die Frühmenschen beim Atmen wahrscheinlich auf ein besonders großes Zwerchfell – und hatten womöglich eine größere Lungenkapazität als wir.
Als die ersten modernen Menschen in Europa auftauchten, lebten die Neandertaler dort schon seit über hunderttausend Jahren. Diese Steinzeit-Cousins des Homo sapiens waren mitnichten primitive Höhlenmenschen – das ist längst bekannt. Dank etlicher Funde können wir uns inzwischen ein ziemlich genaues Bild über den Alltag, aber auch das Aussehen unserer Vettern machen. Trotzdem liegen viele Details noch immer im Dunkeln.
Konstanzer Evolutionsbiologen um Prof. Dr. Axel Meyer entdecken die genetische Basis der Evolution von Farbmustern. Die neuen Erkenntnisse über die Streifen der besonders artenreichen ostafrikanischen Buntbarsche erklären, wie sich Evolution in Weltrekordtempo wiederholen kann. Die Studie wird am 26. Oktober im Magazin „Science“ veröffentlicht.
Warum wiederholt sich die Evolution? Und was passiert genetisch, wenn sich Evolution wiederholt? Sind dieselben oder andere Gene und Mechanismen verantwortlich, um ähnlich aussehende Organismen zu produzieren? Die Antwort auf diese ebenso alte wie wichtige evolutionsbiologische Frage sind Konstanzer Biologen ein Stück nähergekommen und die Antwort ist verblüffend. Sie untersuchten ein besonderes Farbmuster, das in der Tierwelt oft und bei den unterschiedlichsten Arten vorkommt: horizontale Streifen. Sie konnten die Basis der wiederholten Evolution dieser Streifen mit modernen genomischen und molekularbiologischen Methoden, wie CRISPR-Cas, identifizieren.
Buntbarsche, von denen über 1200 Arten in den großen afrikanischen Seen, Malawi, Victoria und Tanganjika vorkommen, sind wie ihr Name schon sagt, besonders bunt und farbenprächtig. Aber, sie sind nicht nur farblich vielfältig, sondern haben auch zahlreiche Musterungen wie längs oder quer verlaufende Streifen. „Doch nicht nur das“ erklärt Prof. Dr. Axel Meyer, „Buntbarsche sind Paradefälle der Evolution. Sie sind im Hinblick auf Sozialverhalten, Körperformen, Farbmuster und viele andere biologische Aspekte extrem divers, aber gleichzeitig wiederholen sich bestimmte Themen, unabhängig voneinander in verschiedenen Seen“. Dieses Prinzip der sich wiederholenden Evolution — der Biologe spricht hier von ‚Konvergenz‘ — verleiht den Buntbarschen eine tragende Rolle für die Erforschung der genetischen Basis solcher Phänomene. Denn wenn in mehreren evolutionären Linien unabhängig voneinander ähnliche Farb- und Körperformen entstanden sind, bedeutet das, dass die Evolution auf ähnliche Umweltbedingungen die gleiche Antwort gefunden hat. Die Frage, die sich dann stellt: Wenn Evolution sich wiederholt, wie macht sie das genetisch?
Wie genau die Streifen der Buntbarsche während der Evolution gemacht werden kommen und gehen, und welches durch welches Gen und welcher genetische Mechanismus dafür verantwortlich ist, konnten die Wissenschaftler nun durch Genomanalysen, Züchtungen und Experimente, auch mit der Genschere CRISPR-Cas im Labor detailliert nachvollziehen. „Es lässt sich durch Züchtungsexperimente exakt bestimmen“, erläutert Dr. Claudius Kratochwil, Nachwuchswissenschaftler in Professor Meyers Arbeitsgruppe und Erstautor der Studie in Science, „auf welchem der 22 Chromosomen der Fische, genauer auf welchem Bereich dieses Chromosoms, die für die Streifen ursächliche genetische Region verortet ist.“ Das verantwortliche Gen auf diesem Chromosomenstück heißt agrp2. Dieses „Streifengen“ und deren Ursprung und Vorkommen in anderen afrikanischen Seen wurde durch vergleichende molekulare Arbeiten beschrieben. Die Streifen der Buntbarsche sind evolutionär betrachtet recht labil. Im Laufe von wenigen Millionen Jahren sind sie in den Afrikanischen Seen häufig verlorengegangen und neu entstanden. Da diese Arten (mit und ohne Streifen) so jung sind kann man sie auch mit einander kreuzen. Die im Labor mögliche Kreuzung und gleichzeitige Untersuchung von Buntbarschen mit und ohne Streifen zeigt, dass alle Buntbarsche das „Streifen-Gen“ haben. Allerdings unterscheiden sich die Schalter (regulatorische Elemente) des Streifengens in Buntbarscharten mit und ohne Streifen. „Der entscheidende Trick dieses genetischen Schalters ist, dass er bewirkt, dass das Gen bei Arten ohne Streifen stärker angeschaltet ist, also viel Protein entsteht. Das Streifengen agrp2 funktioniert demnach als „Streifen-Hemmer“: denn bei höherer Genproduktion werden die Streifen unterdrückt, bei geringer Genproduktion bleiben sie. Dies konnte durch moderne genetische Methoden gezeigt werden. „Wenn das Gen im Genom einer Art ohne Streifen mit Hilfe der Genschwere CRISPR-Cas entfernt wird“, erläutert Kratochwil weiter, „dann entwickelt selbst ein „streifenloser“ Fisch plötzlich Streifen, was zeigt, dass das Streifengen der entscheidende genetische Faktor ist“.
Die neuen Erkenntnisse zu diesem genetischen Mechanismus, dem An- und Ausschalten von Streifen durch das „Streifen-Gens“ wurden in der aktuell Ausgabe von „Science“ veröffentlicht. Interessanterweise ist das agrp2 Gen des Buntbarsches eine Kopie des agouti Gens bei Säugetieren, dass auch für Farbvarianten bei Katzen, Hunden, Pferden und gestreiften Vogelküken verantwortlich ist. „Vielleicht wäre die Tierwelt ohne die Existenz der agouti Gen Familie wesentlich weniger farbenfroh“ spekuliert Dr. Claudius Kratochwil. Was der Mechanismus des „Streifen-Gens“ bei Buntbarschen eindeutig ermöglicht, ist die Option der wiederholten Evolution in vergleichsweise kürzester Zeit. Gehen in der Evolution Merkmale verloren, so ist dieser Verlust meist endgültig, wie der belgische Paläontologe Louis Dollo schon vor genau 125 Jahren erkannt hat. 1893 formulierte er sein nach ihm benanntes „Gesetz“. Eine Besonderheit des Streifen Gens agrp2 ist, dass es die evolutionäre wiederholte Evolution eines Merkmals auf relativ einfache Weise erlaubt. Verliert ein Buntbarsch einmal seine Streifen, heißt das somit nicht, dass sie nicht wiederkehren können -und umgekehrt. So zeigen diese modernen molekularbiologischen Arbeiten auch, dass paläontologische Regeln und evolutionäre Gesetzmäßigkeiten neu hinterfragt werden müssen.
Faktenübersicht:
• Konstanzer Evolutionsbiologen entdecken die genetische Basis von Streifen bei verschiedenen Arten des Buntbarsches in afrikanischen Seen nach.
• Die neuen Erkenntnisse über das Auftreten von Streifen erklären sich durch genetische Steuerung evolutionärer Konvergenz, der unabhängigen Evolution gleicher Merkmale. Wie in diesem Fall mehrere Dutzend Male innerhalb von nur wenigen tausend Jahren Streifen entstanden und verloren gegangen sind.
• Das Gen agrp2 ist für das Kommen und Gehen der Streifen in Buntbarschen verantwortlich. Im Labor konnte gezeigt werden, dass die starke Produktion des Gens die Streifenbildung hemmt.
• Dieser Mechanismus des An- und Ausschaltens von Streifen funktioniert gleich bei unterschiedlichen, entfernt verwandten Arten des Buntbarsches und erklärt damit „Konvergenz“, die parallele Evolution von Ähnlichkeiten zwischen evolutionär entfernt verwandten Arten.
• Die neuen Erkenntnisse über die Bedeutung abwesender Streifen und das Gen agrp2 wurden aktuell im renommierten Magazin „Science“ veröffentlicht.
Originalpublikation: Agouti-related peptide 2 facilitates convergent evolution of stripe patterns across cichlid fish radiations
Manuskriptnr.: science.aao6809
Weiterführende Links: https://www.evolutionsbiologie-uni-konstanz.com
Urvogel-Sippe bekommt Zuwachs: Paläontologen haben eine neue Art des berühmten Archaeopteryx identifiziert. Das lange unzugängliche, in Bayern gefundene „Daiting“-Exemplar des Urvogels gehört demnach zur neugeschaffenen Art Archaeopteryx albersdoerferi. Diese Spezies des Urvogels lebte rund 400.000 Jahre später als der Rest der Gattung und war anatomisch schon vogelähnlicher, wie die Forscher berichten.
Der Archaeopteryx ist eines der berühmtesten Fossilien der Welt und eine Ikone der Evolution. Denn die bisher zwölf bekannten Exemplare zeigen ein Tier, dass sowohl Merkmale von Vögeln wie von Dinosauriern besitzt – ein Bindeglied der Evolution. Der 150 Millionen Jahre alte Archaeopteryx konnte demnach schon fliegen, wenn auch unklar ist, wie gut. Gleichzeitig besaß er aber noch Zähne, Klauen und einen dinosauriertypischen langen Schwanz.
Durch diese Öffnung muss das Neugeborene hindurch. (Bild: Imago)
Die Form des Geburtskanals ist von Frau zu Frau verschieden. Zudem gibt es viel grössere geografische Unterschiede als etwa bei anderen Körperteilen. Das widerspricht der These, dass entgegengesetzte Kräfte der Evolution die Form des Beckens stark eingrenzen.
Jede Frau, die einmal geboren hat, hat das «Geburtsdilemma» am eigenen Leib erfahren: Ein riesiger Kopf muss durch eine sehr schmale Öffnung gepresst werden. Für Evolutionsbiologen beginnt das Problem aber viel früher – vor vier bis fünf Millionen Jahren, als unsere Vorfahren sich dazu entschieden haben, aufrecht durchs Leben zu gehen. Weil eine grosse Beckenöffnung beim aufrechten Gang hinderlich ist, wurde das Becken im Laufe der Jahrtausende immer enger.
Kritisch wurde es, als im Laufe der Evolution von Homo sapiens die Gehirne und damit auch die Köpfe der Neugeborenen immer grösser wurden. Es kam zu dem Dilemma, dass die Evolution zwei entgegengesetzte Prozesse begünstigte, einen engen Geburtskanal und grosse Köpfe, so dass es heute kaum mehr Spielraum gibt.
Viel dümmer geht es kaum, obwohl die Aktion eigentlich das genaue Gegenteil demonstrieren sollte: US-Neonazis feiern ihre „rassische Besonderheit“, indem sie kollektiv literweise Milch in sich hineinkippen. Die Fähigkeit, Laktose zu verdauen, sei – so die Behauptung der Nazi-Milchbubis – ein identitätsstiftendes Merkmal der „weißen Rasse“, was zudem deren Überlegenheit zeige.
Zu dieser Eingebung kamen die Rechtsextremisten vermutlich durch einen wissenschaftlichen Artikel, der die evolutionäre Geschichte der Laktoseverträglichkeit nachzeichnet – jedenfalls legt das eine Nachricht in den sozialem Medien nahe, die aus diesen Kreisen stammt. Zudem fordert dieser Eintrag dazu auf, dass Menschen afrikanischen Ursprungs wegen ihrer Laktoseunverträglichkeit die USA verlassen sollten.
Die Widersprüche des Neodarwinismus treten immer offener zutage. Die Frage nach dem Design in der Natur bricht inzwischen sogar auf Tagungen der ehrwürdigen britischen Royal Society auf.
Die Evolutionstheorie ringt mit ihren Widersprüchen. Es wird immer schwieriger, neue Erkenntnisse in das neodarwinistische Erklärungsmodell zu integrieren. Auch sind es zu grundlegende Fragen, die von der Evolutionstheorie unbeantwortet bleiben müssen. So stellt Siegfried Scherer, Professor für Mikrobielle Ökologie, zu Recht die Frage: Ist der Neodarwinismus inzwischen überholt?
Vertreter einer neuen Richtung unter den Biologen, die sich zum Lager der «Erweiterten Evolutionstheorie» zählen, bemängeln zusehends, dass das allgemein gängige «neodarwinistische Erklärungsmodell» der Höherentwicklung (Makro-Evolution), welches auch in den Schulen gelehrt wird, unzureichend ist. So gab der Evolutionsbiologe Prof. Gerd Müller in seinem Eröffnungsvortrag bei einer Tagung der ehrwürdigen Royal Society (Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften im Vereinigten Königreich Grossbritanniens) freimütig zu, dass der Neodarwinismus die Entstehung komplexer neuer Organe und abrupter Übergänge im Fossilbericht nicht erklären könne. 200 Evolutionsbiologen aus aller Welt hatten sich zu der Konferenz in London versammelt.
Hausmäuse, die ein bestimmtes egoistisches Supergen in sich tragen, wechseln deutlich häufiger die Population als ihre Artgenossen. Dieses Ergebnis einer Studie der Universität Zürich zeigt somit erstmals, dass ein solches Gen das Migrationsverhalten von Tieren beeinflusst. Das Resultat könnte dabei helfen, invasive Mäuseplagen in den Griff zu bekommen.
Normalerweise sorgt die Kooperation von Genen dafür, dass ein Organismus wachsen und gedeihen kann. Doch es gibt auch Gene, die ein anderes Ziel verfolgen: Sie wollen sich selbst weiterverbreiten und verdrängen hierfür andere Gene. Ein solches egoistisches Supergen ist der sogenannte t-Haplotyp – ein Komplex aus mehreren gemeinsam vererbten Genen, der natürlicherweise in Hausmäusen vorkommt. «Dieses Supergen verschafft sich gegenüber anderen Genen einen unfairen Vorteil bei der Vererbung», erklärt Jan-Niklas Runge, Erstautor der Studie und Doktorand der Evolutionsbiologie an der Universität Zürich. Eigentlich hat jedes Gen eine 50-Prozent-Chance an einen Nachkommen übertragen zu werden. Doch Spermien, die das Supergen tragen, vergiften konkurrenzierende Spermien desselben Tieres und erhöhen ihre Befruchtungschance dadurch auf 90 Prozent. Ähnliche Mechanismen finden sich auch in anderen Organismen, etwa in Fruchtfliegen oder in Mais.
Supergen-Träger wandern aus
In einer Langzeitstudie haben die Forschenden nun untersucht, wie sich dieses Supergen auf das Migrationsverhalten von Hausmäusen auswirkt. Hierzu führten sie acht Jahre lang genau Buch über das Kommen und Gehen in vier Gruppen von wilden freilebenden Hausmäusen in einer Scheune in der Nähe von Zürich. Mit Hilfe von Genanalysen, Funksendern und regelmässigen Zählaktionen konnten sie dabei nachweisen, dass Träger des t-Haplotyps vermehrt zwischen den Gruppen wechselten oder die Scheune ganz verliessen. Die Wahrscheinlichkeit für eine solche Migration war dabei gegenüber normalen Tieren um fast 50-Prozent erhöht. Die Studie konzentrierte sich auf Jungtiere, welche bei Hausmäusen die typische Altersgruppe für Migration darstellen.
Das eigene Überleben sichern
Die Wissenschaftler glauben, dass das Supergen das Verhalten der Mäuse auf diese Weise manipuliert, um sich selbst immer weiter auszubreiten. Eine solche Migration sichert zudem wahrscheinlich auch den Erhalt des t-Haplotyps im Genpool der Hausmäuse: Nimmt das Supergen nämlich in einer Population überhand, dann kann dies dazu führen, dass es sich selbst auslöscht. So sind beispielsweise Mäuse, die zwei Kopien des Supergens (von der Mutter und vom Vater) erhalten, nicht mehr lebensfähig. Ausserdem können sich Supergen-Spermien schlecht gegen normale Spermien durchsetzen, wenn sich ein Weibchen im gleichen Ei-Zyklus mit mehreren Männchen paart. «Grosse Populationen mit viel Konkurrenz um paarungsbereite Weibchen sowie Populationen mit einem hohen Anteil an Trägern des t-Haplotyps sind also eher schlecht für das Supergen», erklärt Runge. «Die Träger des Supergens wandern deshalb wahrscheinlich aus und schliessen sich Populationen an, in denen die Chancen auf Verbreitung besser sind.» Diese Vermutung wird durch das Resultat der Studie belegt: Je grösser die Population, desto ausgeprägter war das beobachtete Migrationsverhalten. So lässt sich auch erklären, wie es das Supergen trotz aller Nachteile geschafft hat, etwa zwei Millionen Jahre lang im Erbgut der Mäuse zu überleben. Die UZH-Forschenden arbeiten nun daran, diese Hypothese mit Computersimulationen und weiteren Experimenten zu überprüfen.
Eindämmung von Invasionen
Schon jetzt planen Biologen aus anderen Forschungsgruppen den Einsatz dieses Supergens für die Kontrolle von invasiven Hausmäusen. Vermehren sich diese nämlich unkontrolliert an Orten, an denen sie nicht einheimisch sind, so kann dies das gesamte Ökosystem aus dem Gleichgewicht bringen. Deshalb wollen die Forschenden das Erbgut so manipulieren, dass die Mäuse unfruchtbar werden. Das Supergen soll dann dabei helfen, diese Modifikation möglichst schnell in der Mäusepopulation zu verbreiten. «Unsere Erkenntnisse sind dafür von grosser Bedeutung und können dazu beitragen, eine sichere und verlässliche Methode zur Bekämpfung solcher Invasionen zu entwickeln», hofft Runge.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Jan-Niklas Runge
Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 52 77
E-Mail: jan-niklas.runge@ieu.uzh.ch
„The stakes are very high this century,“ said British cosmologist Martin Rees. „It’s the first century when human beings … can determine the planet’s future.“ [10 Technologies That Will Transform Your Life]
For the past couple of days, news outlets have been reporting that Rees‘ new book „On the Future: Prospects for Humanity“ (Princeton University Press, 2018) makes a rather spectacular claim: If things go wrong, particle accelerators that slam subatomic particles together at immense speeds — like the Large Hadron Collider near Geneva, Switzerland,— could turn Earth into a dense sphere or black hole.
In fact, Rees told Live Science in a recent interview, his book claims the opposite: The probability of this happening is very, very low. The idea of the LHC forming mini-black holes has been circulating for a while and is not something to worry about, he said.
„I think people quite rightly thought about this question before they did the experiments, but they were reassured,“ he said. The reassurance mainly comes from the fact that nature already performs such experiments — to an extreme.
Cosmic rays, or particles with much higher energies than those created in particle accelerators, frequently collide in the galaxy, and haven’t yet done anything disastrous like rip space apart, Rees said.
Auch im Zoo in Zürich gibt es ab und zu Nachwuchs bei den Galapagos- Riesenschildkröten. Der Zoo Zürich ist der einzige europäische Zoo, dem die Zucht der Galapagos-Riesenschildkröten bisher gelang. Die Jungtiere von Nigrita und Jumbo leben deshalb weit verstreut in Zoos und Institutionen in ganz Europa. (Bild: Adrian Baer / NZZ Photographen-Team)
Den Tätern drohten bis zu zehn Jahre Haft. Die Riesenschildkröten werden auf einigen Inseln in Aufzuchtstationen grossgezogen, um ihr Überleben zu sichern. 2012 war eine Spezies ausgestorben.
Unbekannte haben auf den Galapagos-Inseln 123 junge Riesenschildkröten gestohlen. Die Tiere der Spezies Chelonoidis vicina und Chelonoidis guntheri seien aus einer Aufzuchtstation auf der Isla Isabela entwendet worden, teilte das Umweltministerium am Freitag mit.
Die Staatsanwaltschaft leitete demnach Ermittlungen ein. Den Tätern drohten bis zu zehn Jahre Haft.
Das 20. Jahrhundert wird als eines der kriegerischsten in die Geschichte der Menschheit eingehen. Und doch ist es nur eine blutige Fortsetzung von 14.600 kriegerischen Konflikten in den letzten 5.600 Jahren. Sind Kriege „normaler“ als Frieden?
Krieg ist etwas, das wir in Deutschland gegenwärtig zum Glück nur aus dem Fernsehen kennen. Schließlich leben wir seit vier Generationen im Frieden. Vielleicht nehmen wir ihn deshalb als viel zu selbstverständlich – „normal“?
Tatsächlich markieren Zerstörung, Gewalt und Kriege alle Wendepunkte der Geschichte. Krieg bestimmt die Denkmuster von Aristoteles Logik der Gegensätze, Darwins natürlicher Auslese, Karl Marx’ Klassenkampf und Siegmund Freuds Unterdrückung des Es durch das Ich und das Über-Ich.
Fruchtfliegen können als Reaktion auf eine heißere Umgebung ihren Stoffwechsel komplett und evolutionär gesehen schnell umstellen. PopGen/Vetmeduni Vienna
Evolutionäre Auswirkungen durch den Klimawandel sind derzeit ein „hot topic“ der Evolutionsforschung. So bewirkt bei der Fruchtfliege eine heißere Umgebung unter anderem eine komplette Umstellung des Stoffwechsels-und das mit Änderungen in ganz wenigen Genen. Forschende der Vetmeduni Vienna zeigten in Genome Biology dass evolutionäre Anpassungsprozesse schon in wenigen Generationen die Anpassung an eine neue, heiße Umwelt bewirkt haben. Dabei setzen sich Varianten zweier Gene durch, die auf einen essentiellen Regulator des Energiehaushalts einwirken. Fruchtfliegen machen sich somit statt mit vielen kleinen Veränderungen mit einer „einflussreichen“ Gen-Minderheit für heißere Zeiten fit.
Das Wohlbefinden der meisten Tiere und Pflanzen wird stark von der Temperatur beeinflusst. Der derzeitig stattfindende Klimawandel stellt für viele Organismen somit eine große Herausforderung dar. Sie müssen sich an die veränderten Temperaturen anpassen, oder ihr Überleben ist stark gefährdet. Dass diese Anpassung auf genetischer Ebene gesteuert wird, ist seit längerem bekannt. Dass sie jedoch auch sehr schnell, innerhalb weniger Generationen, passieren kann, dagegen nicht. Erst in den letzten Jahren gelang der Nachweis wie rasch sich die die genetische Zusammensetzung von Populationen ändern kann.
Umstritten ist dabei aber, ob nur wenige, einflussreiche oder viele Gene mit geringem Einfluss für diese raschen Veränderungen verantwortlich sind. Forschende vom Institut für Populationsgenetik der Vetmeduni Vienna um Francois Mallard und Christian Schlötterer haben Anpassung an neue Klimaverhältnisse im Labor experimentell getestet: frisch gefangenen Fruchtfliegen wurden einer heißen Umwelt ausgesetzt und die überlebenden Fliegen wurden nach weniger als 60 Generationen untersucht. Dabei gelang der Nachweis, dass der gesamte Stoffwechsel durch wenige Genvarianten umprogrammiert wurde.
Schnelle Anpassungen sind möglich, doch nur bei ausreichender genetischer Diversität
Aufgrund mehrerer, mit Nobelpreisen ausgezeichneter Forschungsleistungen ist die Fruchtfliege der Öffentlichkeit mittlerweile zwar als „Haustier“ der Genforschung bekannt. Ihr Potential in der Umweltforschung ist jedoch erst vor kurzem erkannt worden. Die Kombination von Ökologie und Genetik stellt ein bisher kaum genutztes Potential dar, um Anpassungsprozesse im Kontext der globalen Klimaveränderungen zu verstehen. Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Anpassungsstrategie ist ein ausreichender Genpool, in dem die genetischen Varianten für neue Umweltbedingungen auf „Vorrat“ gehalten werden.
Mallard und seine ForschungskollegInnen suchten dabei nach der sprichwörtlichen Nadel im Heuhaufen. Mit einer sogenannten Evolve and Resequence Studie suchten sie aus mehreren Millionen Varianten im Erbgut, diejenigen heraus, die den Fruchtfliegen einen Fitnessvorteil in heißer Umwelt bieten. Die Forschenden führten die Experimente dazu zwar im Labor, „doch der Vergleich unserer Ergebnisse mit natürlichen Populationen aus heißen Gegenden wie etwa Florida zeigte, dass die gleichen Anpassungsmechanismen auch in der freien Natur zur Anwendung kommen“ erklärt der Erstautor.
Simple genetische Basis löst komplexe Umstellung des Stoffwechsels aus
Bei ihren Analysen stellte das Forschungsteam fest, dass die genetische Anpassung sich direkt auf einen essentiellen Regulator des Stoffwechsels, den Enzymkomplex AMPK, auswirkte. Die daraus resultierende Stoffwechselumstellung wurde jedoch nicht, wie hauptsächlich angenommen von vielen Veränderungen mit geringem Einfluss, sondern wenigen einflussreichen Genen ausgelöst. „Nicht nur in Fruchtfliegen spielt der Enzymkomplex AMPK eine zentrale Rolle im Stoffwechsel, in diesem Fall, ob Fett in einer Zelle auf- oder abgebaut wird.Hier sorgt AMPK für die ausreichende Menge an ATP, einem wesentlichen Energieträger der Zelle. Wir waren überrascht, dass zwei der stärksten Anpassungssignale die Gene Sestrin und SNF4Aγ betroffen haben, die beide mit der AMPK interagieren“ so Mallard. „Doch damit erklärt sich, 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.“
Effizient und wissenschaftlich erfolgreich auf der Spur der Evolution seit 10 Jahren
Das Institut für Populationsgenetik und das dort beheimatete Doktoratskolleg „Populationsgenetik“ feierte am 7. September 2018 ihr zehnjähriges Jubiläum. Über 120 Publikationen von PhD-Studierenden in renommierten Fachjournalen, drei ERC Preise, ein FWF Starter Preis sowie zahlreiche andere Auszeichnungen dokumentieren eindrucksvoll, dass sich Wien und speziell die Vetmeduni Vienna erfolgreich als international ausgewiesenes Zentrum der Populationsgenetik etabliert hat. Jedes Jahr bewerben sich eine Vielzahl motivierter Doktoranden, die die Kombination aus mathematischer Modellierung, Bioinformatik und experimenteller Genetik anzieht.
Über die Veterinärmedizinische Universität Wien
Die Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna) ist eine der führenden veterinärmedizinischen, akademischen Bildungs- und Forschungsstätten Europas. Ihr Hauptaugenmerk gilt den Forschungsbereichen Tiergesundheit, Lebensmittelsicherheit, Tierhaltung und Tierschutz sowie den biomedizinischen Grundlagen. Die Vetmeduni Vienna beschäftigt 1.300 MitarbeiterInnen und bildet zurzeit 2.300 Studierende aus. Der Campus in Wien Floridsdorf verfügt über fünf Universitätskliniken und zahlreiche Forschungseinrichtungen. Zwei Forschungsinstitute am Wiener Wilhelminenberg sowie ein Lehr- und Forschungsgut in Niederösterreich gehören ebenfalls zur Vetmeduni Vienna. Die Vetmeduni Vienna spielt in der globalen Top-Liga mit: 2018 belegt sie den exzellenten Platz 6 im weltweiten Shanghai-Hochschulranking im Fach „Veterinary Science“. http://www.vetmeduni.ac.at
Aussender:
Mag.rer.nat. Georg Mair
Wissenschaftskommunikation / Öffentlichkeitsarbeit und Kommunikation
Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna)
T +43 1 25077-1165 georg.mair@vetmeduni.ac.at
Markus WIDENMEYER vertritt in seinem Buch die Ansicht, menschliche Absichten, Wünsche und Handlungen seien Ausdruck eines Willens, der nicht vollständig durch Hirnprozesse bestimmt (sprich: autonom) sei. Bewusstseinsinhalte seien das Produkt geistiger Subjekte, die „vom materiellen Bereich grundlegend unabhängig“ existierten (S. 88). Die Konsequenz wäre, dass wir unter exakt denselben inneren und äußeren materiellen Bedingungen (Zuständen) jeweils unterschiedliche Entscheidungen treffen könnten (KANITSCHEIDER 2006). Die Frage ist, ob es eine so verstandene Willensfreiheit gibt.
Eine teilweise aus dem Kausalstrom der materiellen Welt ausscherende Entschlusskraft erinnert an ARISTOTELES‘ „unbewegten Beweger“. Dieser inspirierte Thomas VON AQUIN zu seinem kosmologischen Gottesbeweis. WIDENMEYER knüpft insofern an dessen Tradition an, als er für die Notwendigkeit eines Geistes plädiert, der menschliches Denken und Handeln in wesentlichen Dingen unabhängig antreibt. Er vertritt die These, ein vollständig durch „nichtgeistige Prozesse“ determinierter Wille sei fremdbestimmt und versucht nachzuweisen, dass diese Sichtweise „absurde Konsequenzen“ (S. 54) nach sich ziehe. Den Theismus bezeichnet er als „folgerichtige Alternative zum Naturalismus“. Dabei ignoriert WIDENMEYER zwei Aspekte.
Tragende Veränderung: Forscher haben entschlüsselt, wie die für heutige Säugetiere typische Wirbelsäule entstanden ist. Ihre Analyse von Fossilien zeigt: Das Rückgrat hat im Laufe der Evolution nach und nach Regionen hinzugewonnen. Parallel zu neuen Bewegungsformen entstand zunächst die Brustwirbelsäule, später kam dann ein unabhängiger Lendenbereich hinzu – eine wichtige Voraussetzung für die Anpassung an neue Lebensweisen, wie die Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten.
Säugetiere sind in vielerlei Hinsicht einzigartig. Sie sind warmblütig, haben Fell oder Haare und die meisten von ihnen werden lebend geboren. Und noch etwas unterscheidet die Mammalia von allen anderen Gruppen im Tierreich: ihre Wirbelsäule. „Das Rückgrat ist wie eine Reihe von Perlen auf einer Schnur, wobei jede Perle einen Knochen repräsentiert – einen Wirbel“, sagt Stephanie Pierce von der Harvard University in Cambridge. „Bei den meisten vierbeinigen Tieren sehen diese Perlen alle gleich aus, bei Säugern aber nicht.“
Spektakulärer Fund: In Russland haben Paläontologen das älteste Tierfossil der Welt entdeckt – und das Rätsel um eines der bizarrsten Wesen der Erdgeschichte gelöst. Denn die 558 Millionen Jahre alte Gattung Dickinsonia sieht so exotisch aus, dass bisher unklar blieb, ob sie ein Riesen-Einzeller, eine Flechte oder ein Mehrzeller war. Jetzt jedoch belegen organische Relikte im Fossil, dass es sich tatsächlich bereits um ein mehrzelliges Tier handelte, wie die Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten.
Es war eine verwirrend fremdartige Welt: In den Urmeeren des Ediacarium vor 571 bis 541 Millionen Jahren lebten Organismen, die eher Aliens als heutigen Tieren glichen. Einige ähnelten gelappten Gebilden ohne Kopf oder Darm, andere waren röhrenförmige Riffbauer und wieder andere ähnelten einer halb aufgeblasenen Luftmatratze. Wegen ihrer bizarren Gestalt ist bei vielen davon unklar, zu welcher Großgruppe im Organismenreich sie gehörten.
Abruptes Ende: Das schlimmste Massenaussterben der Erdgeschichte dauerte weniger als 30.000 Jahre – vielleicht sogar nur wenige Jahrtausende, wie neue Gesteinsdatierungen enthüllen. Der Tod am Ende des Perm-Zeitalters vor rund 252 Millionen Jahren kam damit deutlich schneller als bislang angenommen. Das könnte bestätigen, dass die enormen Vulkanausbrüche des Sibirischen Trapps Ursache dieses Massenaussterbens waren, berichten die Forscher.
Es war die ultimative biologische Katastrophe: Vor rund 252 Millionen Jahren, am Ende des Perm, wäre das Leben auf der Erde beinahe ausgerottet worden. Denn im größten Massenaussterben der Erdgeschichte starben mehr als 90 Prozent aller Tier- und Pflanzenarten im Ozean und 70 Prozent aller Landbewohner aus.
Rätselhafter Umbau: Die Evolution unserer frühen Säugetier-Vorfahren könnte erst durch eine Miniaturisierung möglich geworden sein. Denn nur die geringe Körpergröße verringerte die Kaubelastung ihrer Kiefer genügend, um diese quasi „im laufenden Betrieb“ umzubauen, wie die Forscher im Fachmagazin „Nature“ berichten. Aus dem vielteiligen Reptilienkiefer wurden so vor rund 200 Millionen Jahren die Gehörknöchelchen und der nur noch einteilige Säugetier-Unterkiefer.
Vor rund 200 Millionen Jahren bahnte sich eine umwälzende Veränderung bei den Vorläufern der ersten Säugetiere an: Die Knochen ihrer bis zu siebenteiligen Reptilien-Unterkiefer verlagerten sich und verschmolzen. Im Laufe von rund 100 Millionen Jahren entstanden so der typische Unterkiefer und die Gehörknöchelchen der Säugetiere. Dabei bildete sich ein neues Kiefergelenk, das alte Reptiliengelenk verschwand und ein Teil der alten Kieferknochen wurden zu Hammer, Amboss und Steigbügel – zu den entscheidenden Komponenten unseres Gehörs.
