Projektbeschreibung
Die Evolution der metabolischen Effizienz
Die metabolische Fitness eines Lebewesens wird durch die Produktion von Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) bestimmt. Die Stoffwechselrate entspricht also der Rate der ATP-Produktion, wird jedoch oft mit der Sauerstoffverbrauchsrate des Gesamtorganismus verwechselt. Um diese Fehlauffassung zu korrigieren, will das EU-finanzierte Projekt MitoWild neue Methoden entwickeln, mit denen sich die Rate der ATP-Synthese in Mitochrondrien tatsächlich messen lässt. Die Forschenden werden diese Methoden dann bei Süßwasserfischen anwenden, um die Auswirkungen auf die aerobe Arbeit und die Seneszenzrate zu bestimmen. Durch die Forschung an Tieren in ihrem natürlichen Lebensraum wird das Projekt vor allem Erkenntnisse darüber liefern können, wie die Umweltbedingungen auf die metabolische Effizienz hin selektieren, indem sie die Evolution bestimmter mitochondrialer Phänotypen vorantreiben.
Ziel
An organism’s metabolic rate is a central trait that links its physiology with its ecology and life history. However, while textbook definitions of metabolic rate generally refer to the rate of energy use by the animal, most empirical studies instead record it very indirectly as whole-animal oxygen consumption rate, without any actual measurement of ATP production. This approach contains a conceptual weakness: it is equivalent to estimating a car’s capacity or efficiency by measuring its fuel consumption per minute, with no measurement of what that consumption actually achieves in terms of speed or distance travelled. This can significantly weaken our ability to link metabolic rates to ecological processes, and may explain why conventional measures of metabolic rate often do not predict performance or fitness. This ambitious project will therefore attempt to re-dress the balance by shifting the focus onto the efficiency with which mitochondria produce ATP, with the expectation that this will lead to completely new insights into how metabolic rate influences and constrains the behaviour and ecology of animals. It will use new techniques that we have developed for simultaneous measurement of both ATP and ROS production by the mitochondria; these have revealed two-fold variation among individuals in the efficiency of ATP production (and hence ability to perform aerobic work), totally hidden from usual measurements of metabolic rate. I will use these approaches to examine the impact of metabolic efficiency on performance and the trade-off between efficiency and rates of senescence, using freshwater fish as an experimental system. By applying cutting-edge methods, so far only used in the laboratory, to animals living in their natural habitats, the project will reveal for the first time how environmental conditions select for particular mitochondrial phenotypes and hence metabolic efficiency, so allowing a re-evaluation of the links between ecology and metabolic rate.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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