Nach meinem nächsten erfolgreichen Antrag bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) freue ich mich, euch mitteilen zu können, dass mir ein zweijähriges Forschungsstipendium (2017-2019) zum Projekt „Transgenerationale phänotypische Plastizität beim Cypriniden Pimephales promelas“ im Rahmen eines Auslandsaufenthaltes in Kanada bewilligt wurde.
Während die phänotypische Plastizität – die Anpassung des Aussehens (des Phänotypes) an die Umwelt innerhalb einer Generation bereits gut erforscht sind – Beispiele sind die Melaninproduktion der Haut durch Sonneneinstrahlung (UV-Strahlung) oder das Muskelwachstum bei Bewegung – weiß man noch nicht viel über die transgenerationale phänotypische Plastizität. Hierrunter versteht man die Auswirkungen der gegenwärtigen Umwelt eines Organismus auf die Phänotypen nachfolgendender Generationen. Dieser Mechanismus erlaubt es Nachkommen, sich an die Umweltbedingungen vorheriger Generationen anzupassen, denen sie mit großer Wahrscheinlichkeit ebenfalls ausgesetzt sein werden.
Ein bekanntes Beispiel für transgenerationale Plastizität bei Menschen ist eine Studie aus dem European Journal of Human Genetics von Kaati und Kollegen, welche 2007 veröffentlicht wurde. Sie fanden heraus, dass Männer, deren väterliche Großväter als Kinder im Krieg unter Hunger litten, eine kürzere Lebenserwartung haben. Auch bei anderen Tieren und Pflanzen weiß man um transgenerationale Antworten. Der Wasserfloh Daphnia cucullata bildet bei der Anwesenheit von Räubern einen großen Helm und Schwanzstachel aus, mit denen er nicht mehr in das Maul von Räubern passt. Diese Effekte werden jedoch auch in nachfolgenden Generationen ausgeprägt, wie eine Studie aus Nature von Agrawal und Kollegen 1999 zeigte. Den gleichen Effekt bei nachfolgenden Generationen fanden die Autoren auch im Acker-Rettich Raphanus raphanistrum, welcher bei Anwesenheit von Pflanzenfressern mehr sekundäre Pflanzenstoffe ausprägt, welche ihn für diese ungenießbar machen.
In meiner früheren Forschung habe ich mich mit den Auswirkungen von Raubfischen auf das Verhalten und die Morphologie bei dem Buntbarsch Pelvicachromis taeniatus beschäftigt. Nun werde ich in der Dickkopfelritze Pimephales promelas untersuchen können, inwiefern diese Anpassungen an Raubfische sich auf nachfolgende Generationen auswirken. Dazu plane ich ein groß angelegtes Zuchtprogramm in dem Gelege von Fischen mehrere Generationen lang in jeder Generation aufgeteilt und die Nachkommen entweder unter simulierter hoher Prädation oder unter Kontrollbedingungen aufgezogen werden. Zuerst werde ich in meinen Experimenten die Prädator-induzierten transgenerationalen Effekte, die über Spermien und Eizellen vermittelt werden, von den Auswirkungen einer durch simuliertes hohes Prädationsrisiko veränderten Brutpflege trennen. Zweitens werde ich über mehrere Generationen hinaus die Konsequenzen transgenerationaler Plastizität feststellen. Hierbei werde ich die Hypothese überprüfen, dass phänotypische Plastizität die Entstehung von (genetischen) Adaptationen begünstigt. Drittens werde ich die Auswirkungen von väterlicher und mütterlicher Exposition gegenüber simulierter Prädation miteinander vergleichen, um die Geschlechtsspezifität transgenerationaler Plastizität zu ermitteln. Hierbei werde ich auch die Effekte von direktem Prädationsrisiko auf die Nachkommen in Relation zu einer rein transgenerationalen Antwort setzen.
Dieses Projekt werde ich an der University of Saskatchewan in der Arbeitsgruppe von Prof. Douglas P. Chivers durchführen. Mehr Informationen findet ihr bei der Projektbeschreibung auf GEPRIS (dem „Geförderte Projekte Informationssystem“ der DFG) und die aus diesem Projekt entstehenden Publikationen könnt ihr bei meinem Profil auf ResearchGate finden.
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