Was hat die Förderung der Evolutionsbiologie gebracht?

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Projektbeschreibung: Yingguang Frank Chan

Rund hundert Teilnehmer(innen) haben vom 7. bis 9. Juli 2014 im Schloss Herrenhausen zurückgeblickt auf ein Jahrzehnt erfolgreicher Förderung von Projekten zur "Evolutionsbiologie". Allein nahezu hundert Doktoranden und Postdoktoranden haben im Zuge einer Individualförderung profitiert. Von ihnen stellten viele zum Abschluss der Initiative ihre Projekte vor.
Eine Riesenmaus wiegt mehr als sechs gleichaltrige „Minimäuse“: Der enorme Gewichtsunterschied zwischen der größten Mäuselinie der Welt und der kleinsten entstand über viele Generationen hinweg. (Foto: Lutz Bunger, University of Edinburgh 2002)
Eine Riesenmaus wiegt mehr als sechs gleichaltrige „Minimäuse“: Der enorme Gewichtsunterschied zwischen der größten Mäuselinie der Welt und der kleinsten entstand über viele Generationen hinweg. (Foto: Lutz Bunger, University of Edinburgh 2002)

Inseln spielen in der Geschichte der Evolutionsbiologie eine besondere Rolle: So waren es unter anderem die Finken auf den Eilanden des Galapagos-Archipels, die Charles Darwin zur Formulierung seiner Evolutionstheorie inspirierten. Tatsächlich gelten Inseln als natürliche Laboratorien der Evolution, weil sie auf engstem Raum kleine Gruppen von Organismen geografisch voneinander trennen, die sich in der Folge verschiedenartig weiterentwickeln. Zwei Effekte, die sich im Zusammenhang mit genetischer Anpassung auf Inseln beobachten lassen, sind Gigantismus und Verzwergung: Zeigen große Säugetiere wie beispielsweise der Borneo-Zwergelefant über viele Generationen hinweg auf Inseln eher eine deutliche Abnahme ihrer Körpergröße, neigen kleine Nagetiere dagegen vermehrt zu Riesenwuchs. So ist auf der Gough-Insel im Süd-Atlantik eine Mauspopulation inzwischen so groß, dass sie Albatros-Küken angreifen kann.

Nachdem der Forscher Yingguang Frank Chan, Ph. D. – seit 2012 ist er Leiter einer Max-Planck-Forschergruppe in Tübingen – zu Beginn seines Vortrags die Zuhörer mit diesen Beispielen schnell eingefangen hatte, setzt er mit dem Bericht zu seiner eigenen Forschung noch einen drauf. Mitte 2010 machte er sich daran, ausgestattet mit einer zweijährigen Postdoktorandenförderung der VolkswagenStiftung, das Geheimnis der Riesenmäuse zu lüften. Ihn interessierten vor allem die genetischen Grundlagen von Anpassungsmechanismen wie dem Insel-Riesenwuchs, über die bis zu seiner Forschungsarbeit wenig bekannt war. Bisherige Ansätze beließen es zumeist bei der statistischen Analyse historischer Ereignisse.

"Mäuse im Zusammenhang mit Gigantismus eignen sich aus zwei Gründen besonders gut dafür, die Wissenslücken zu füllen", sagte Chan jetzt. "Zum einen wurde der Effekt bei den Nagern mehrfach unabhängig voneinander beobachtet, zum anderen lässt er sich unter kontrollierten Bedingungen im Labor künstlich replizieren!" Der Forscher untersuchte als Basis zunächst eine Population von Labormäusen, die bereits seit 1975 über inzwischen rund 150 Generationen hinweg zu Riesenwuchs gezüchtet wurde.

Auch seine Ergebnisse ließen die Fachwelt aufhorchen: Mithilfe einer genetischen Kartierungsmethode gelang es ihm als Erstem, bei den Labormäusen die für den Riesenwuchs "verantwortlichen" Veränderungen im Erbgut zu identifizieren. Anschließend untersuchte er auf gleiche Weise eine Riesenmauspopulation von den Färöer-Inseln. Dann verglich er die Ergebnisse der "natürlichen" mit jener der "künstlich gezüchteten" kleinen Giganten. Auf diese Weise fand er weitere Antworten – etwa darauf, welche Gene beziehungsweise Mutationen bevorzugt das "Größerwerden", das ja ein Vorteil ist, bewirken und inwieweit die Veränderungen im Genom als Reaktion auf den Selektionsdruck einem vorhersagbaren Weg folgen oder auch nicht. Das Geheimnis der Riesenmäuse ist nun ein gutes Stück weit gelüftet.