Projektbeschreibung
Die Eroberung des Landes durch Tiere mit marinen Vorfahren
Die gesamte Tierwelt hat ihren Ursprung im Meer. Während ihrer Evolution ist es zu radikalen Veränderungen der Art und Weise gekommen, wie sie atmen, sich fortpflanzen, sich bewegen und wittern – dieser Vorgang wiederholte sich mehrmals im Laufe der Geschichte, sodass Landtiere ihren Verwandten im Meer letztendlich zahlenmäßig bei Weitem überlegen wurden. Um die biologische Vielfalt der Tierarten sowie den Vorgang der biologischen Anpassung zu beleuchten, ist ein Verständnis des Landgangs unerlässlich, allerdings sind die genetischen Grundlagen, die diesen Prozess einleiteten, noch weitgehend unerforscht. Das EU-finanzierte Projekt SEA2LAND zielt darauf ab, die Theorie unter die Lupe zu nehmen, dass Tiere mit äußerst plastischen genetischen Ressourcen für den Landgang ausgestattet sind, die ihnen erlaubten, sich an die extremen Umweltbedingungen terrestrischer Ökosysteme anzupassen.
Ziel
All animals share a common origin: a marine one. To conquer land from marine environments, animals changed radically the way they breath, reproduce, move or smell. And they did it multiple times in the history of Earth, with terrestrial animals massively outnumbering aquatic ones. Understanding terrestrialization is therefore key to comprehending animal biodiversity and biological adaptation. Despite the relevance of such an episode, the genetic underpinnings orchestrating terrestrialization in animals are largely unexplored. The project will test the hypothesis that animals are equipped with a highly plastic ‘terrestrialization genetic toolkit’ that allowed their adaptation to the extreme environmental conditions in terrestrial ecosystems. We will focus on two pivotal questions: which genes facilitated life on land and how do they differ between aquatic and terrestrial animals?, and how did animals reshape their genomes to adapt to dry land? Moreover, we will study two case examples of critical processes common to all terrestrial animals -breathing and protection against UV light- to illuminate what molecular and biochemical changes allowed terrestrial animals to breathe and repair their DNA after UV light damage. To achieve this, we will (i) identify the gene repertoire orchestrating the extreme physiological and metabolic changes in aquatic and terrestrial lineages, (ii) characterize the dynamics of these genes to understand the role of gene loss, duplications and horizontal gene transfer, and (3) discover the adaptive mutations that led respiratory pigments and DNA repair proteins to gain their functions via molecular engineering techniques to resurrect their ancestral ‘paleophenotypes’. This project will deliver fundamental insights into a core question in evolutionary biology: what shaped the land animal genetic toolkit. Furthermore, it will provide insights into the evolution of key proteins relevant to human health and industry.
Wissenschaftliches Gebiet
Not validated
Not validated
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
28006 Madrid
Spanien