Fortpflanzung in einer sich wandelnden Welt: der Einfluss der Erderwärmung auf die Fortpflanzungsfähigkeit von Männchen

• Antragstellerin: Dr. Claudia Fricke
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386851856

Die Folgen der Erderwärmung stellen eine Gefahr für die Biodiversität dar. In wechselwarmen Tieren bestimmt die Temperatur das Verhalten, die Physiologie und Verbreitung von Arten und wir erwarten, dass diese durch steigende Temperaturen besonders stark gefährdet sind. Während ökologische und phänologische Folgen der Erderwärmung erforscht werden, haben wir mögliche Effekte auf das Fortpflanzungsvermögen größtenteils ignoriert. Es ist bekannt, dass besonders die Fertilität von Männchen durch hohe Temperaturen geschädigt werden kann. Doch ökologische und evolutionäre Folgen dieser, durch hohe Temperaturen verursachten Sterilität, wurden seltener untersucht. Gerade Männchen können unter verringertem Fortpflanzungsvermögen leiden, bevor andere körperliche Beeinträchtigungen auftreten. Wir erwarten, dass diese Form der Beeinträchtigung weitreichende Konsequenzen für das Überleben einer Art hat. Um zuverlässige Vorhersagen über die Zukunft von Arten treffen zu können, müssen wir wissen, in welchem Grad sie in ihren biologischen Prozessen durch einen Temperaturanstieg geschädigt werden. Mit diesem Forschungsvorhaben möchte ich diesen Mangel in unseren Kenntnissen aufheben. Dafür möchte ich die folgenden Fragen beantworten: a) wie unterscheiden sich Arten, die an unterschiedliche Habitate angepasst sind, in ihrer Empfindlichkeit in temperaturbedingter Sterilität; b) was sind die molekularen Grundlagen dieser temperaturbedingten Sterilität, c) sind beide Geschlechter im gleichen Maß betroffen und d) kann diese Empfindlichkeit evolvieren, sodass Männchen auch noch bei steigenden Temperaturen ihre Fertilität beibehalten können? Diese Ziele werde ich erreichen, indem ich Versuche mit drei Drosophila Arten durchführe. Ich werde phänotypische Tests zum Fortpflanzungserfolg bei verschiedenen Temperaturen mit einem proteomischen Ansatz verbinden, um die molekulare Grundlage zu untersuchen. Zusätzlich werde ich eine experimentelle Evolutionsstudie durchführen, in der die Taufliege D. melanogaster unterschiedlichen Temperaturbedingungen ausgesetzt wird. Nach 30 Generationen unter diesen neuen Bedingungen werde ich messen, ob phänotypische Anpassungen erfolgt sind und deren genetische Basis erkunden. Mit diesem Forschungsvorhaben werde ich am Beispiel von Drosophila untersuchen, ob und wie stark die Fortpflanzungsfähigkeit von wechselwarmen Tieren durch hohe Temperaturen beeinträchtigt wird. Weiterhin werde ich die genetische Grundlage dieses Phänomens untersuchen und ob sich die empfindlichen Elemente des Fortpflanzungsvermögens an höhere Temperaturen anpassen können. Bessere Kenntnisse dieser Zusammenhänge und wie stark das Fortpflanzungsvermögen von Tieren durch die Erderwärmung eingeschränkt wird, liefern uns wertvolle Einsichten in die langfristigen Folgen für die individuelle Fitness. Diese Daten werden uns über die Verwundbarkeit eines grundlegenden biologischen Prozesses informieren und ob dies eine Gefahr für das Überleben von Arten darstellen kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen