Inhaltszusammenfassung:
Der dynamische Kampf um natürliche Ressourcen ist ein grundlegender Bestandteil der Biologie aller Organismen und unzählige Faktoren beeinflussen den Ausgang der Auseinandersetzungen, die auf den facettenreichen Schlachtfeldern des Lebens ausgefochten werden. Diese Form der Konkurrenz war und bleibt eine treibende Kraft in der Evolution phänotypischer Plastizität, ein unfassbares Phänomen, das die Fähigkeit eines Organismus beschreibt, als Reaktion auf verschiedene Umwelteinflüsse unterschiedliche Phänotypen von ein und demselben Genotyp zu produzieren. Folgerichtig spielt phänotypische Plastizität zwar eine unerlässliche Rolle in der Aufrechterhaltung von Konkurrenzvorteilen, allerdings werden die wichtigen Details dieses Phänomens nur sehr graduell aufgedeckt und viele Aspekte verbleiben größtenteils unklar. Der Nematode Pristionchus pacificus hat sich als essenzieller Modelorganismus zur Erforschung der genetischen, molekularen und evolutionären Grundlagen phänotypischer Plastizität herausgestellt. Dieser omnipräsente, und Blatthornkäfer-assoziierte Fadenwurm weist zwei entscheidende Polyphänismen auf: Dauer-Larven und alternative Mundformen. Letztere wurden in den vergangenen Jahren intensiv studiert und eine Vielzahl von Untersuchungen beschreibt die genetischen und ökologischen Faktoren, welche die Entwicklung zweier unterschiedlicher, irreversibler Mundformen – eurystomat und stenostomat – regulieren. Stenostomate Würmer haben einen einzelnen Zahn und sind auf eine strikt bakterielle Nahrung eingeschränkt, wohingegen eurystomate Würmer mit zwei Zähnen ausgestattet sind, die es ihnen ermöglichen Jagd auf andere Würmer zu machen, was das Nahrungsspektrum dieser Tiere erweitert. Der andere essentielle Polyphänismus von P. pacificus ist die Dauer-Larve: ein stressresistentes, langlebiges Verbreitungsstadium, welches als Alternative zum dritten Larvenstadium des direkten Lebenszyklus darstellt. Die Dauer-Larve ist besonders kritisch für die Ökologie von P. pacificus, denn das Wirtsinsekt trägt ausschließlich Würmer dieses Stadiums auf (bzw. in) sich. Sobald das Insekt stirbt, treten die Würmer aus dem Dauerstadium aus, woraufhin sie beginnen sich von der Bakterienblüte, die den Insektenkadaver verdaut, zu ernähren. In meiner Doktorarbeit untersuchte ich die Relevanz der Mundformen und deren potentielle Vernetzung mit dem Dauerstadium, in einem natürlichen Kontext. Hierzu erforschte ich die Dynamik von Pristionchus in der Wildnis und im Labor, sowohl über ausgedehnte Zeiträume als auch über weitreichende räumliche Gebiete. Ich identifizierte unterschiedliche Verbreitungsstrategien, die entweder die Präsenz von Konkurrenten oder einen Überfluss von bakterieller Nahrung widerspiegeln, überraschenderweise jedoch nicht die mikrobielle Sukzession auf dem Kadaver. Außerdem ermittelte ich, dass die Entwicklung ausschließlich räuberischer Morphen für wilde Würmer zu beobachten ist, die das Dauerstadium durchliefen; gleiches gilt jedoch nicht für domestizierte Würmer. Interessanterweise zeigen unsere Laborexperimente allerdings, dass die Tiere ein Adult-spezifisches, Populationsdichte-abhängiges Pheromon produzieren, welches die Ausbildung der räuberischen Mundform in ihren Nachkommen induziert. Zusammengenommen demonstriert meine Doktorarbeit die Feinheiten der ökologischen Faktoren, die phänotypische Plastizität beeinflussen können, und sie zeigt, dass weitere Untersuchungen zum Konkurrenzverhalten dieser Modellorganismen notwendig sind, um die Wettkämpfe auf den Schlachtfeldern des Lebens zu verstehen.
nematodes, phenotypic plasticity, competition, pheromones, beetles, polyphenism
Print-on-Demand