Projektbeschreibung
Erforschung der molekularen Mechanismen hinter der Strukturfärbung von Vögeln
Die Augen auf den Schwanzfedern von Pfauen sind ein Beispiel für die sogenannte Strukturfärbung, die für viele der erstaunlichsten visuellen Erscheinungen in der Natur verantwortlich ist. Die strukturelle Färbung von Vogelfedern entsteht durch eine Kombination verschiedener Pigmente und präzise angeordnete Nanostrukturen, die auf chemischer und physischer Ebene miteinander interagieren. Bisherige Studien konzentrieren sich jedoch lediglich auf die optischen und physischen Aspekte der Strukturfärbung. Die Mechanismen, die ihr zugrunde liegen, sind nach wie vor unerforscht. Das EU-finanzierte Projekt EYESPOT wird die genetische und zelluläre Basis der Strukturfärbung entschlüsseln. Um das zu erreichen, untersucht das Forschungsteam die außergewöhnliche Vielfalt von Farbmutationen bei Pfauen, die durch die Zucht in Gefangenschaft entstanden, und nimmt dabei auch wilde Arten in den Blick, bei denen dieses Phänomen zu beobachten ist. Für diese Arbeit werden diverse Verfahren und Fachwissen aus den Bereichen Genetik und Genomik, Zell- und Molekularbiologie sowie Photonik herangezogen.
Ziel
Structural colouration is widespread in nature and generates some of the most stunning visual effects known (e.g. eyespots in a peacock tail). In bird feathers, structural colours are produced by the combination of pigments and precise arrangements of nanostructures that interact both chemically and physically. Currently, almost all published studies on structural colour have focused on the optical and physical aspects of this phenomenon, while the underlying molecular mechanisms remain almost totally unexplored. This proposal seeks to decipher the genetic and cellular basis of structural colours by: 1) exploiting the extraordinary diversity of peacock colour mutants that have emerged from captive breeding, and 2) investigating wild bird species that exhibit structural colouration. My proposal is divided across four multidisciplinary aims that integrate techniques and expertise in the fields of genetics and genomics, cell and molecular biology, and photonics. Aim 1 will elucidate the nanoarchitectural basis of aberrant feather colouration in multiple Mendelian peacock mutants by combining microscopy, spectrophotometry, and chemical analysis of pigment content. Aim 2 will theoretically and experimentally model how abnormalities in the architecture of the photonic lattice result in aberrant light-scattering in these mutants. Aim 3 will combine genetic mapping together with molecular and functional genomic tools for experimental validation and identification of genes controlling the peacock colour phenotypes. Aim 4 will refine our understanding of the evolution of this trait in nature by combining transcriptomic and epigenomic data generated from wild bird species with comparative genomics across the entire avian phylogeny using publicly available genomes. Overall, these studies will significantly expand our understanding of the mechanics and molecular changes underlying a spectacular trait that constitutes a major component of bird phenotypic diversity.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
4485-661 VAIRAO, VILA DO CONDE
Portugal