Natürliche Selektion auf zirkadiane Rhythmen in naturnahen Umwelten

Mitarbeiter: Kamiel Spoelstra (NIOO), Serge Daan (U Groningen), Andrew Loudon (U Manchester), Martin Wikelski (Max-Planck-Institut für Ornithologie).

Es wird vermutet, dass eine präzise Information über die Tageszeit für den Fortpflanzungserfolg eines Organismus, der den periodischen Veränderungen seiner Umwelt ausgesetzt ist, von grosser Wichtigkeit ist. Die zirkadiane Uhr befähigt Organismen dazu die Tageszeit zu bestimmen, und erlaubt ihnen damit eine präzise zeitliche Steuerung von Aktivitäten wie der Futtersuche, dem Ausweichen von Raubfeinden und von Ruheperioden. Obwohl es schon lange angenommen wird, dass zirkadiane Rhythmen den Fortpflanzungserfolg erhöhen, konnte dies jedoch noch nicht überzeugend an Wirbeltieren, die unter naturnahen Bedingungen gehalten wurden, gezeigt werden. Dies ist auf bislang bestehende Schwierigkeiten bei der Beobachtung von zirkadianen Rhythmen im Freiland, als auch auf unzureichende Methoden zur experimentellen Veränderung von zirkadianem Verhalten, zurückzuführen.

Wir untersuchen die Auswirkungen von unterschiedlichen zirkadianen Phänotypen auf den Fortpflanzungserfolg von Wirbeltieren, die unter naturnahen Bedingungen gehalten werden. Wir halten Hausmäuse (Mus musculus domesticus), die entweder homo- oder heterozygot für eine Mutation in einem zirkadianen Gen sind, zusammen mit Wildtyp-Mäusen in Außengehegen. Unter konstanten Laborbedingungen zeigen Mäuse mit Csnk1e (or ‘tau') Null-Mutationen in ihren Aktitivitätsrhythmen kürzere Periodenlängen als Wildtyp-Mäuse. Wir benutzen Transponder-Identifikationssysteme, in Kombination mit Lebendfang und Bestimmung des Genotyps von Mäusen in den Außengehegen, um das Verhalten, den Fortpflanzungserfolg und die Lebensdauer von Wildtyp, homo- und heterozygoten Mutanten zu vergleichen.

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