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Evolution der Körperabwehr: Kranke Fliegeneltern bekommen genetisch flexiblere Kinder

Zumindest bei Fliegen glauben Forscher, Evolutionsprozesse belauschen zu können: Sie suchen nach einem Mechanismus, mit dem die Natur unmittelbar auf bedrohliche Umweltveränderungen reagiert.
Drosophila melanogaster

Häufig von Krankheitserregern attackierte Organismen geben ihrem Nachwuchs womöglich vorsorglich ein vielfältigeres Erbgut weiter, berichten Forscher nach Versuchen an Taufliegen. Damit würde das Programm der Insekten auf eine gesundheitsgefährdende Umwelt reagieren, indem sie die Flexibilität und damit die Verteidigungsmöglichkeiten der Nachkommen erhöht, die später in der feindseligen Umgebung zurechtkommen müssen. Ähnliches vermuteten Forscher schon bei unterschiedlichsten Arten, die mit knappen Nahrungsreserven oder ungemütlichen Umgebungstemperaturen konfrontiert sind und dann Nachkommen mit höherer genetischer Variabilität produzieren.

Der Zusammenhang war von Evolutionsbiologen zwar schon lange diskutiert worden, ist am einzelnen Organismus aber nur schwer nachzuweisen und zu studieren. Ein Team um Nadia Singh von der North Carolina State University in Raleigh hat nun in ihrer Experimentenreihe weibliche Taufliegen mit verschiedensten Bakterienstämmen und Parasiten infiziert, überlebende Exemplare verpaart und das Erbgut der Nachkommen untersucht. Dabei zeigte sich, dass Infektionen der Mutter genetische Rekombinationsprozesse in den produzierten Eiern ankurbeln. Selbst weibliche Larven, die noch keine Ovarien ausbilden, produzieren nach einer Infektion, die sie überlebt haben, im Erwachsenenalter genetisch variablere Eizellen. Dies deutet darauf hin, dass der Organismus die Veränderungen gezielt auslöst und die genetischen Umbauten nicht etwa ein Nebeneffekt der Infektion sind.

Völlig unklar bleiben allerdings bisher die biologischen Details, etwa über die Natur eines Signals, welches zwischen einem gut beschäftigten Immunsystem und dem genetischen Programm der Eizellen vermittelt. Fragwürdig scheint aus evolutionsbiologischer Sicht zudem, ob gerade solche Elterntiere, die Infektionen überleben, tatsächlich die rein zufälligen Erbgutveränderungen anstoßen sollten: Schließlich steigt dabei auch die Gefahr, ihre offenbar starke Immunabwehr wieder zu schwächen. So gesehen sollten eigentlich besser besonders krankheitsanfällige Tiere die Evolution beschleunigen, indem sie eine Durchmischung ihrer Gene für den Nachwuchs ankurbeln. Diesen und weiteren Fragen möchten die Forscher nun nachgehen: "Eine Reihe von Experimenten ist geplant", erklärt Singh.

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