Chemische Koevolution von Tieren und Pflanzen

• Antragsteller: Dr. Omer Nevo
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 444663235

Fruchtfleischhaltige Früchte haben verschiedene Anpassungen entwickelt, z.B. einen hohen Zuckergehalt oder auffällige Farben, um Tiere anzulocken, die für die Samenausbreitung förderlich. Im Gegenzug haben diese Tiere Anpassungen wie Vorliebe für Zucker und Farbsehen entwickelt, um fruchtfleischhaltige Früchte besser nutzen zu können. In den letzten Jahren konnten wir zeigen, dass der Duft der Früchte - ein Bouquet von flüchtigen chemischen Stoffen abgegeben von reifen Früchten - sehr wahrscheinlich ein Signal ist um die Samenausbreitung zu fördern und nicht einfach nur ein Nebenprodukte der Fruchtreife. Zudem, haben wir die chemischen Stoffe identifiziert, welche am wahrscheinlichsten den Zuckergehalt in der Frucht anzeigen und somit als Basis für die Evolution von chemische Kommunikation zwischen Tieren und Pflanzen dienen könnten. Allerdings basieren diese Erkenntnisse auf ökologischen Momentaufnahmen und es bleibt unklar, ob Pflanzen die Anpassung evolviert haben Fruchtreife durch chemische Signale zu signalisieren. Da bis zu unseren Arbeiten kaum etwas über die Düfte von wild vorkommenden Früchten bekannt war, ist es ebenfalls noch unbekannt, ob der Geruchssinn von samenverbreitenden Fruchtfressern in Gegenzug evolviert ist, um die chemischen Signale von Früchten zu nutzen. Somit ist es zwar bekannt, dass Fruchtmerkmale die Pflanzenausbreitung, -artbildung und -diversifizierung antreiben, aber die Rolle der chemischen Kommunikation - einen kritischer Faktor für Tier-Pflanze-Interaktionen - für die Koevolution von Tieren und Pflanzen ist weiterhin unbekannt. In unserem geplanten Projekte werden wir Feigen und Lemuren als Modelsysteme nutzen, um diese Fragen in drei Teilprojekten zu untersuchen. Im ersten Teilprojekt nutzen wir eine Kombination aus ökologischen, chemischen, genetischen und transkriptomischen Methoden, um zu zeigen, dass Fruchtduft als ehrliches Signal für samenausbreitende Fruchtfresser evolviert ist. Im zweiten Teilprojekt werden wir einen Ansatz der vergleichenden Physiologie nutzen, um zu zeigen, dass fruchtfressende Tiere sich daran angepasst haben chemische Signale der Pflanze zu nutzen. Im dritten Teilprojekt werden wir phylogenetische Methoden verwende, um den Einfluss von chemischer Kommunikation auf die Biogeographie von Pflanzen zu untersuchen. Zusammenfassend wird in diesem Projekt untersuchen, wie Tiere und Pflanzen durch die Nutzung von chemischen Signalen zur Kommunikation ko-evolviert sind und wie dieser Prozess die Evolution von Pflanzen beeinflusst hat.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen