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Genomik: Erster Entwurf eines Krebstiergenoms

Wissenschaftler haben eine erste Fassung des Erbguts von Daphnia pulex, dem Gemeinen Wasserfloh, vorgestellt. Die nur wenige Millimeter kleinen Krebstiere sind beliebte Modellorganismen bei der Erforschung, welchen Einfluss äußere Lebensumstände auf einzelne Individuen und ihre Nachkommen haben können. Sie werden außerdem zur Bewertung der Wasserqualität von Seen und zum Nachweis giftiger Stoffe im Trinkwasser eingesetzt.

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Gemeiner Wasserfloh | Der Gemeine Wasserfloh (Daphnia pulex) ist auf Grund seiner schnellen Fortpflanzung und der einfachen Haltungsbedingungen ein beliebter Modellorganismus für den Einfluss von Umweltfaktoren auf einzelne Individuen und ihre Nachkommen.
John Colbourne von der Universität von Indiana in Bloomington, Projektleiter des Daphnien-Genomprojekts, und seine Kollegen haben die zwölf Chromosomenpaare mit ihren 200 Millionen Basenpaaren mit der Shotgun-Methode analysiert. Dafür wird das Erbgut in kleinere Einheiten zerteilt, die dann sequenziert werden. Da viele Stücke bearbeitet werden, lässt sich nachher aus den einzelnen Abschnitte durch Überlagerung das gesamte Genom rekonstruieren.

Unter normalen Lebensbedingungen pflanzen sich Daphien ungeschlechtlich fort: Die Weibchen produzieren unbefruchtete Eier mit wiederum Weibchen, die sich in einem Brutraum entwickeln und nach wenigen Tagen schlüpfen. Verschlechtern sich die Verhältnisse, können die Tiere auch Männchen produzieren und Überdauerungsstadien bilden, die so genannten Ephippien. Die Wasserflöhe, deren Namen auf ihre hüpfend anmutende Fortbewegung hinweist, ernähren sich von Phytoplankton, das sie aus dem Wasser filtrieren.

In Labor- und Freilandversuchen haben sich zahlreiche Anpassungsmechanismen gezeigt, wie die Tiere erstaunlich schnell auf Umweltveränderungen reagieren können. Verraten sich beispielsweise Räuber durch chemische Stoffe, können die kleinen Krebse lange Spitzen auf dem Kopf und einen langen Sporn ausbilden, der sie als Beute zu groß werden lässt. Außerdem können sie dann die Zahl ihrer Jungen verringern, die dafür vor dem Verlassen des Brutraums länger heranwachsen und so ebenfalls für manchen hungrigen Feind uninteressant werden. Das Genom soll den Forschern nun ermöglichen, nach den genetischen Grundlagen für diese Anpassungsfähigkeit zu suchen.

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