Untersuchung der Entwicklung komplexer Augen von Eidechsen und Schlangen
Eidechsen und Schlangen (Schuppenkriechtiere) weisen aufgrund größerer Unterschiede in der Augenmorphologie und bei Fotorezeptoren als alle anderen Wirbeltiere zusammen eine außergewöhnliche Vielfalt auf. „Mit meiner Marie-Skłodowska-Curie-Finanzierung (MSC) konnte ich Zusammenhänge zwischen Genom- und Augenstrukturvariationen in den visuellen Systemen von Schuppenkriechtieren untersuchen“, erläutert Bruno Simões, ein Forschungsstipendiat des Projektes Evol-Eyes. Mit einem breiteren Blick auf die Entwicklung komplexer Merkmale bei Wirbeltieren wandte Simões kürzlich entwickelte „-omik“-Technologien sowie integrierte molekulare Daten auf die Anatomie und Physiologie des Auges an. Besonders ging er auf drei verschiedene Untersuchungen ein: Ausmaß der Flexibilität bei dem Genom, welches diesen sehr unterschiedlichen visuellen Systemen zugrunde liegt, ihre Anpassung an ökologische Veränderungen und die Frage, ob ein komplexes visuelles System nach einem evolutionären Verlust wiederhergestellt werden kann.
Es entstehen genetische Muster, die ökologische Nischen widerspiegeln
„Einige Ergebnisse werden noch bearbeitet und bald veröffentlicht. Derzeit analysieren wir riesige Mengen genomischer Daten“, kommentiert Simões. Er berichtet jedoch über ein sich abzeichnendes Muster während dieses Projekts – das visuelle System der Schuppenkriechtiere ist sehr vielfältig und spiegelt die hohe Anzahl ökologischer Nischen wider, die von dieser Abstammungslinie besetzt sind. Schlangen und Geckos, die durch einen ökologischen Wandel von nachtaktiv zu tagaktiv geworden sind, haben ihr visuelles System verändert und Sehgene verloren. „Nach der Besetzung neuer ökologischer Nischen gab es jedoch Veränderungen in der Lichtempfindlichkeit der visuellen Pigmente, die für das Farbsehen verantwortlich sind, sowie Veränderungen in der Zellzusammensetzung einiger Netzhäute von Schlangen“, fügt Simoes hinzu. Interessanterweise entwickelten Seeschlangen auch neuartige sensorische Fähigkeiten, wie beispielsweise die Fähigkeit, Licht an ihren Schwänzen zu erkennen, um Raubtiere abzuschrecken.
Genetik und Evolution bleiben trotz Grenzen und Finanzierungsbedarf bestehen
„Jeder australische Staat hat seine eigenen Genehmigungen und einige Parks werden gemeinsam mit Aborigine-Gemeinden verwaltet, was ein bürokratischer Prozess ist“, berichtet der Stipendiat. Mit der unermüdlichen Unterstützung des Gastgebers in Adelaide, lokaler Herpetologen, Aborigine-Ranger sowie der Abteilungen für Wildtiere und Naturparks gelang es Simões jedoch, alle für die Feldarbeit erforderlichen Genehmigungen zu erhalten. „Das Projekt wurde auch weitreichender und teurer als ursprünglich erwartet!“ Kleine Zuschüsse des Umweltinstituts der Universität Adelaide und die Vergabe eines Discovery Grant (Entdeckungsförderung) des Australischen Forschungsrats stellte sicher, dass das Projekt fertiggestellt und erheblich erweitert wurde. Die Evol-Eyes-Forschung konnte Abstammungslinien mit großer ökologischer Vielfalt wie australische Skinke, einige südamerikanische Zwergtejus-Eidechsen und Seeschlangen einbeziehen. Für die Zukunft „integrieren wir derzeit andere Methoden wie In-situ-Hybridisierung, Mikroskopie und Computertomographie, um andere Aspekte der visuellen Evolution bei Schuppenkriechtieren zu verstehen“, fügt er hinzu. Simões betont, dass beim MSC-Stipendium viel Wert darauf gelegt wird, die Stipendiaten unabhängig zu machen. „Ich habe Unabhängigkeit erlangt, indem ich erfolgreiche Förderungen beantragt und ausgezeichnete Studenten, Doktoranden sowie wissenschaftliche Mitarbeiter betreut habe.“ Die Einordnung von Feldforschungsgenehmigungen, experimentellen Versuchs- und Laborarbeiten sowie die Verwaltung von Budgets und die Zusammenarbeit mit einem umfangreichen Netzwerk von Forschenden verbesserten die organisatorischen Fähigkeiten. Zur Verbreitung von Informationen gehörte eine wertvolle Teilnahme an einigen öffentlichen Aktivitäten in Schulen sowie Radiointerviews und Naturfernsehshows. Er schließt mit einer sehr positiven Bemerkung ab: „Nachdem ich durch dieses Stipendium eine gewisse Reife in meiner Forschungskarriere erreicht habe, wurde ich zum Dozenten an der Universität von Plymouth ernannt.“
Schlüsselbegriffe
Evol-Eyes, Schlangen, visuelles System, Eidechsen, Evolution, Augen, Schuppenkriechtiere, Wirbeltiere, -omik
