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Dienstag, 27.09.2016
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Schmetterlinge als Nachahmungstäter

“Supergen-Region” reguliert Mimikry in der Flügelfärbung

Schmetterlinge sind Mimikry-Experten: Oft ahmen völlig harmlose Arten die Flügelmuster von ungenießbaren oder giftigen Vertretern der Tagfalter nach. Jetzt haben Forscher herausgefunden, dass eine bestimmte Genregion diese Flügelfärbungen steuert und durch große Flexibilität die Anpassung an bestimmte Vorbildarten erleichtert.
Heliconius numata

Heliconius numata

Schmetterlinge gehören zu den Tierarten, die die Strategie der Mimikry sehr erfolgreich anwenden: Die abschreckenden Augenflecken oder die grelle Warnfarbe der Flügel signalisieren: „Ich schmecke nicht“ oder sogar „Ich bin giftig“. Bei vielen Arten stimmt das sogar. Doch eine ganze Reihe von Schmetterlingsarten ahmt diese tatsächlich ungenießbaren nur nach, schützt sich durch ein ähnliches Flügelmuster. Dazu gehören auch die Heliconius-Arten.

Die Biologen Mathieu Joron, Chris Jiggins und Kollegen haben die genetischen Mechanismen der Flügelmusterung bei drei verwandten Heliconiusarten näher untersucht. H. melpomene and H. erato sind nur entfernt miteinander verwandt, besitzen aber eine sehr ähnliche Flügelzeichnung. Die dritte Art, H. numata ist zwar mit H. melpomene eng verwandt, zeigt aber ein ganz anderes Flügelmuster. Alle drei Arten ahmen jeweils eine Art einer anderen Schmetterlingsgattung, Melinea, nach.

Bisher sind einige Genorte bereits bekannt, die für Flügelmuster und Färbungen zuständig sind. Wie und welche Genen jedoch bei diesen mimetischen Arten die Muster bestimmen, war noch offen. Um dies herauszufinden, kreuzten die Forscher verschiedene Rassen jeder Art und analysierten anschließend die Genzusammensetzung der Eltern und Nachkommen. Ziel war es dabei, die Gene zu identifizieren, die die jeweiligen Muster erzeugten. Tatsächlich gelang es den Wissenschaftlern, für jede der drei Arten kontrollierende Genorte ausfindig zu machen: N, Yb, and Sb für H. melpomene; Cr für H. erato und P für H. numata.


Das Überraschende dabei war die Erkenntnis, dass die Genorte, die die Farbvariationen aller drei Arten regulierten, alle in der gleichen „Supergen-Region“ lagen. Offenbar, so die Schlussfolgerung, dient dieser Bereich im Genom als eine Art flexiblen „Gene für alle Fälle“-Reservoir, dass eine schnelle Anpassung und Entwicklung neuer Farbmuster fördert. Im Zuge der natürlichen Selektion fungiert diese Region vermutlich als evolutionsbiologischer Schaltmechanismus, der auf eine Bandbreite von äußeren Einflüssen reagiert, die eine Mimikry erleichtern. Auf diese Weise entstehen die typischen, an lokale Vorbildarten angepassten Flügelmuster, die ihre Träger vor Fressfeinden schützen. Die Ergebnisse der Studie sind in der Fachzeitschrift PloS Biology erschienen.
(Public Library of Science, 26.09.2006 - NPO)
 
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