Künstliche Selektion auf ein eigentlich wenig variables „life-history“-Merkmal

November 8, 2018

Sogenannte “life-history”-Merkmale bestimmen die “Lebensgeschichte” von Organismen, also zum Beispiel wann sie erwachsen werden und wie viele Nachkommen sie haben. Innerhalb von Populationen sind diese Merkmale oft nur wenig variabel, weil sie starker Selektion ausgesetzt sind: Wenn ein Organismus in seiner Umwelt zehn Nachkommen erfolgreich gleichzeitig großziehen kann, aber weitere Nachkommen das Überleben der gesamten Brut gefährden, haben alle Gene, die für mehr oder weniger als zehn Nachkommen codieren, einen starken Selektionsnachteil. Innerhalb der Population werden daher alle Individuen zehn Nanchkommen produzieren. Aber was passiert, wenn nun einige Individuen dieser Population in ein neues Gebiet wandern, in denen sie nur acht Nachkommen erfolgreich großziehen können? Wenn es keine Individuen gibt, die auch einmal weniger als zehn Nachkommen produzieren, sind alle Bruten erfolglos und die neu gegründete Population stirbt schnell wieder aus.

Poecilochirus mites on a Nicrophorus burying beetle
Poecilochirus mites on a Nicrophorus burying beetle

Unsere Arbeitsgruppe untersucht die Symbiose zwischen Totengräberkäfern und den Milben, die sich von ihnen transportieren lassen. Die Käfer pflanzen sich an toten Wirbeltieren fort, dass sie vor Pilzbefall schützen und an dem sie ihre Nachkommen füttern. Gleichzeitig pflanzen auch die Milben sich fort und ihre Nachkommen verlassen mit den Elternkäfern das Aas, wenn deren Brutpflege abgeschlossen ist. In Deutschland gibt es zwei verschiedene Milbenarten und wir fanden heraus, dass jede auf eine andere Totengräberart spezialisiert ist: Wenn sich die Milben mit der “falschen” Käferart fortpflanzen, haben sie weniger Nachkommen. Die Dauer der Brutpflege unterscheidet sich zwischen den Käferarten, und die Generationszeit der Milbenarten ist daran angepasst.

Die Bedeutung der Generationszeit, eines typischen “life-history”-Merkmals, für die Anpassung an die Wirtskäfer, führt zu interessanten Konsequenzen. Wenn das Merkmal tatsächlich so wenig variabel ist, wie man es von einem “life-history”-Merkmal erwartet, dann würden Milben, die auf eine “falsche” Wirtskäferart aufsteigen, schnell aussterben. Wir haben in einem Selektionsexperiment im Labor diese Annahme getestet und fanden heraus, dass sich wider Erwarten durch starke Selektion die Generationszeit der Milben verkürzen ließ. Das bedeutet, dass die Milben nach einem Wirtswechsel tatsächlich mehrere Generationen überleben könnten. Sollten sie sich auch in anderen Merkmalen an die Wirtskäfer anpassen, könnte das dazu führen, dass sie sich nicht mehr mit Milben aus der Ursprungsgeneration paaren können. In dem Fall könnte so aus wenigen Milben, die versehentlich auf der falschen Wirtsart gelandet sind, eine neue Milbenart entstehen.

  • Nehring, V., Müller, J.K., Steinmetz, N. (2017) Phoretic Poecilochirus mites specialise on their burying beetle hosts. Ecol. Evol. 7: 10743–10751. doi: 10.1002/ece3.3591
  • Schedwill, P., Geiler, A.M., Nehring, V. (2018): Rapid adaptation in phoretic mite development time.  Sci. Rep. 16460.