Mutualismen

Mutualismen

Hassan Salem

Zahlreiche Anpassungen bei Tieren im Verlauf der Evolution sind eine direkte Folge von symbiotischen Partnerschaften mit Mikroorganismen. Wir interessieren uns für die molekularen Mechanismen, die die Wechselbeziehungen von Arten vorantreiben, sowie für die genomischen und metabolischen Konsequenzen der Koevolution zwischen einem Wirt und seinem Symbionten.

Unser Schwerpunkt liegt auf den dynamischen Beziehungen, die sich bei Blattfressern entwickelt haben, wobei wir uns hauptsächlich auf Insekten konzentrieren. Wir verwenden Blattkäfer (Coleoptera: Chrysomelidae), die ein deutlich reduziertes Genom und einen entsprechend vereinfachten Stoffwechsel haben, und die mit Symbionten aus der Pflanzenwelt Wechselbeziehungen eingehen. Diese Symbiosen umfassen ein ganzes Spektrum von Interaktionen, das von Ernährungsgemeinschaften, in denen der Symbiont die Verdauung komplexer Pflanzenpolymere erleichtert, bis hin zu Schutzpartnerschaften reicht.

Die weit verbreitete und oft konvergente Evolution von Mutualismen bei Blattkäfern bietet ein gut nachvollziehbares Modell, um die molekularen und biochemischen Faktoren zu charakterisieren, die zur Entstehung der Nahrung bei den Metazoa beigetragen haben, mit Anwendungen, die sich auch auf Wiederkäuer und andere blattfressende Tiergruppen erstrecken. Unsere Arbeit ist integrativ und kombiniert Genomik und Feldforschung mit chemischer Ökologie und Entwicklungsbiologie, um den Ursprung dieser Assoziationen zu verstehen und wie sie die Anpassung der Käfer erleichtern. 

Pressemitteilungen & Neues aus der Forschung

Symbiosen und Gentransfer bei Blattkäfern

Symbiosen und Gentransfer bei Blattkäfern

Ein Forschungsteam des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena und des Max-Planck-Instituts für Biologie in Tübingen hat den evolutionären Erfolg von Blattkäfern, eine der artenreichsten Gruppen pflanzenfressender Tiere auf der Erde, untersucht. Die Forschenden zeigten, dass sich Symbiosen mit Bakterien in verschiedenen Unterfamilien der Blattkäfer wiederholt und unabhängig voneinander entwickelt haben und wesentlich zur effizienten Verdauung von pflanzlicher Nahrung beitragen.
Anpassung durch Symbiose, und das seit zweiundsechzig Millionen Jahren
Farbenprächtige Käfer, die sich von einer Vielzahl von Pflanzen ernähren, verfügen über stabile Stoffwechselfähigkeiten, die sie den Bakterien verdanken, die sich in speziellen Organen ihres Verdauungstrakts befinden. Das Bakterium Stammera liefert wichtige Enzyme, durch die Cassidinae-Käfern pflanzliche Zellwandbestandteile zügig zu verdauen können. Forschende des Max-Planck-Instituts für Biologie in Tübingen fanden heraus, dass symbiotische Blattkäfer eine größere Artenvielfalt aufweisen als ihre nicht-symbiotischen Verwandten. mehr
Doppelleben: Ein Pflanzenpathogen bietet Schutz für Insekten
Symbiosen mit Mikroben treten in unterschiedlichen Formen auf: Von Mutualismus bis Parasitismus, entlang einer kontinuierlichen Skala. Aber wie stabil sind diese Einordnungen? Ist es immer von Vorteil, ein Mutualist zu sein? Und sind Parasiten immer dazu bestimmt, ihren Wirten zu schaden? mehr
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