Langzeitexperiment belegt geringeren Parasitenbefall in Populationen mit hoher genetischer Diversität Genetische Vielfalt rettet Wasserflöhe - scinexx | Das Wissensmagazin
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Langzeitexperiment belegt geringeren Parasitenbefall in Populationen mit hoher genetischer Diversität

Genetische Vielfalt rettet Wasserflöhe

© Dr. Ralf Wagner / GFDL

Parasiten von Wasserflöhen können sich leichter verbreiten, wenn die genetische Vielfalt in der Wirtspopulation gering ist. Dies haben jetzt Wissenschaftler aus Basel in einer neuen Studie gezeigt, über die sie in der Fachzeitschrift „Ecology Letters“ berichten. Sie konnten damit erstmals den von Kulturpflanzen aus der Landwirtschaft bekannten Monokultur-Effekt auch bei Tieren nachweisen.

Der Monokultur-Effekt ist im Ackerbau sehr häufig: Der großflächige und langjähriger Anbau nur eine einzigen Sorte von Mais, Reis oder Kartoffeln begünstigt die Ausbreitung von Schädlingen und Krankheitserregern. Umgekehrt sind demnach Populationen mit hoher genetischer Vielfalt weniger von Krankheiten und Parasiten betroffen als solche mit geringer genetischer Diversität.

Monokultur-Effekt besser verstehen

Bisher war unklar, ob dieser Effekt auch bei Tieren zutrifft, die sich in Bezug auf Parasiten stark von Pflanzen unterscheiden. Unter anderem sind die meisten Tiere mobil, und oft finden zwischen verschiedenen Individuen soziale Interaktionen statt. Beides kann die Übertragung von Parasiten begünstigen und so die Ausbreitung beeinflussen.

Zudem könnte der Monokultur-Effekt auf die künstliche Situation in der Landwirtschaft zurückzuführen sein: Nutzpflanzensorten sind speziell auf hohe Erträge gezüchtet, wodurch allenfalls andere Eigenschaften verloren gegangen sein könnten. Um den Monokultur-Effekt besser verstehen zu können, sind Experimente an naturnahen Populationen nötig.

Quasi-natürliche Bedingungen

In ihrem Langzeitexperiment studierten Florian Altermatt und Professor Dieter Ebert vom Zoologischen Institut der Universität Basel, wie sich Parasiten in Tierpopulationen von geringer und von hoher genetischer Diversität ausbreiten.

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Über drei Jahren untersuchten sie Wasserflöhe der Gruppe der Daphnien, die sie unter halbnatürlichen Freilandbedingungen in der Zoologischen Station Tvärminne in Südfinnland hielten. Als Parasit verwendeten die Forscher ein so genanntes Mikrosporidium – Octosporea bayeri -, das in der Körperflüssigkeit und im Fettkörper der Wasserflöhe lebt. Die Wasserflohpopulationen wurden in Kübeln gehalten, wobei Wasser und Umweltbedingungen dem natürlichen Habitat – den so genannten Schärentümpeln – entsprachen.

Der Evolutionsbiologe Florian Altermatt entnimmt Proben aus Eimern, in denen sich die Wasserflohpopulationen befinden. © Universität Basel / A. Altermatt

Erkenntnisse für den Artenschutz

Die Basler Forscher konnten erstmals zeigen, dass sich Parasiten in Wirtspopulationen von geringer genetischer Diversität besser ausbreiten als in Wirtspopulationen von hoher genetischer Diversität. Dieser Effekt war über die ganze Dauer von drei Jahren erkennbar.

Außerdem konnten sie mithilfe von genetischen Markern nachweisen, dass sich die Wasserflohpopulationen auch am Ende des Experiments in ihrer genetischen Diversität unterschieden. Daraus folgerten die Forscher, dass der Monokultur-Effekt nicht nur in landwirtschaftlichen Kulturen, sondern auch in natürlichen Populationen eine Rolle spielt.

Diese Erkenntnisse sind zum Beispiel für den Artenschutz wichtig: Populationen von gefährdeten Arten sollten eine hohe Diversität aufweisen, um besser gegen Parasitenepidemien geschützt zu sein.

(idw – Universität Basel, 21.08.2008 – DLO)

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