Das genomische Substrat zum Fortbestand ohne Sex

• Antragsteller: Dr. Jens Bast
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 427993870

Warum komplizierter und kostspieliger Sex in natürlichen Populationen trotz Existenz einfacherer Fortpflanzungswege erhalten bleibt, ist eine der rätselhaftesten Fragen in der Evolutionsbiologie. Die Theorie sagt Vorteile für Sex voraus, die die Kosten ausgleichen könnten, aber empirische Beweise bleiben jedoch weitgehend unklar. Es wird zum Beispiel erwartet, dass sexuelle Reproduktion langfristig von Nutzen ist, weil es das effektive Entfernen schädlicher Mutationen und die Anpassung an verschiedene ökologische Nischen erleichtert. Daher gelten Arten, die Sex verloren haben, d. H. obligate Asexuelle, als Sackgassen der Evolution. Einige wenige asexuelle Linien scheinen jedoch Ausnahmen von dieser Regel zu sein und haben über evolutionäre Zeit überdauert und sich zu verschiedenen Arten diversifiziert. Diese „uralten Asexuellen“ sind von unschätzbarem Wert für die Entwicklung von Erkenntnissen über das Vorhandensein von Sex, da die Identifizierung der Singularitäten, die für ihre Ausdauer nötig sind, dazu beiträgt, die grundlegenden Vorteile von Sex zu verstehen.Die berüchtigsten uralten Asexuellen, die Gegenstand intensiver Studien waren, sind bdelloide Rädertierchen, aber neuere Forschungen deuten darauf hin, dass diese Rädertierchen sehr ungewöhnliche Formen von Sex betreiben. Daher sind neue Modellorganismen erforderlich, um die evolutionäre Persistenz ohne Sex zu untersuchen. Die vielversprechendsten Organismen, die diese Rolle einnehmen könnten, sind Hornmilben, da sie mehrere unabhängig voneinander entstandene Linien von alten Asexuellen aufweisen, die sich zu Arten diversifiziert haben, und zusätzlich sexuelle Verwandte existieren, was für vergleichende Studien von Nutzen ist. Mit diesem Antrag wird unter Verwendung von Hornmilben die populations-genomische Grundlage, die den Fortbestand von Asexuellen ermöglicht, ermittelt. Es wird charakterisiert, welche Teile von Genomen sich wirklich klonal entwickeln, wie effektive Selektion aufrechterhalten wird, wie asexuelle Speziation erreicht wird und wie wichtig die Menge an in Populationen existierende genetische Variation in diesen Prozessen ist. Insgesamt, mit Hornmilben als Modellorganismen, werden die vorgeschlagenen Arbeiten dazu beitragen, den evolutionären Fortbestand in Abwesenheit von Sex zu verstehen und umgekehrt einen wichtigen Beitrag zum Verständnis zur Existenz von Sex leisten.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen