Gentransfer über Artgrenzen hinweg

Die Gefiederfarbe von Vögeln kann sich durch Genmutationen verändern. Das Auftreten solchen Mutationen ist jedoch vom Zufall abhängig und zeitlich kaum vorherzusagen. Über einen schnelleren Weg zum Gentransfer berichtet jetzt ein internationales Forschungsteam im Magazin »Science«.

Die Gruppe beschreibt den Gentransfer über Artgrenzen hinweg, bei dem eine Art von Steinschmätzern die vorherrschende Färbung ihres Gefieders an eine andere Art von Steinschmätzern weitergab. Diese zeitlich deutlich schnellere Veränderung durch Gentransfer wird in der Studie »A mosaic of modular variation at a single gene underpins convergent plumage coloration« in der gerade erschienenen Ausgabe von »Science« beschrieben.

Erstautor Dave Lutgen und Studienleiter Reto Burri von der Vogelwarte Sempach (Schweiz) haben ihre Studie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Holger Schielzeth vom Institut für Biodiversität, Ökologie und Evolution der Friedrich-Schiller-Universität Jena im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützten Projekts begonnen und in der Schweiz vollendet. Beteiligt waren zahlreiche weitere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus mehreren Ländern.

Austausch eines Farbgens über Artgrenzen hinweg   

In ihrer Studie beschreiben die Forscherinnen und Forscher, dass Balkansteinschmätzer (Oenanthe melanoleuca) durch die Veränderung eines einzelnen Farbgens die Farbe von Rücken und Kehle änderten. Die ursprünglich schwarzen Rücken der Vögel sind nun weiß und die ursprünglich schwarzen Kehlen wahlweise weiß oder schwarz gefärbt. Über die Verpaarung von Balkansteinschmätzern mit den nahe verwandten Maurensteinschmätzern (Oenanthe hispanica) wurde die neue Farbe von Kehle und Rücken weitergegeben; die Maurensteinschmätzer übernahmen die neue Weißfärbung.

»Die Hybriden aus beiden Arten fungierten gewissermaßen wie ein Genbote«, sagt Prof. Dr. Holger Schielzeth. Hybride, also Kreuzungen von Vögeln beider Arten, kommen gelegentlich vor, dennoch bleiben die Arten verschieden, sagt Schielzeth. Die Vorteile der neuen weißen Rückenfarbe sind bisher nicht geklärt. Die Färbung der Kehle hingegen konnten die Forschenden hingegen durch Analysen von Stickstoffisotopen mit Unterschieden in der Nahrung in Verbindung bringen.   

Genetische Vielfalt hilft bei der Anpassung an veränderte Umwelt

Reto Burri, Leiter der Studie, nennt eine große genetische Vielfalt als Vorteil für Arten, sich an verändernde Umweltbedingungen anzupassen. Eine solche – im evolutionären Maßstab rasante Veränderung – bringt der Klimawandel mit sich. Reto Burri: »Arten, die über eine große Bandbreite an Erbanlagen verfügen, haben bessere Chancen, sich an eine rasch verändernde Umwelt anzupassen.« Die Studie zeige, dass Arten jede verfügbare genetische Vielfalt nutzen, um sich an die verändernde Umwelt anzupassen. Das gelte sowohl innerhalb der eigenen Art als auch über Artgrenzen hinweg.