Forscher verleihen Faltern neue Flügel

Video18. September 2017, 20:58
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Es gibt weltweit rund 160.000 Schmetterlingsarten. Doch wie kam es zu dieser enormen Vielfalt? Dieser Frage gingen Forscher auf neuartige Weise nach

foto: richard wallbank / smithsonian institution and university of cambridge
Neue Flügelfarben: Die Originalfärbung des Sara-Passionsfalters (links) im Vergleich zur neuen Flügelmusterung, die durch Abschalten eines Gens entstand.

Gamboa/Wien – Schmetterlinge bilden mit knapp 160.000 Arten die drittgrößte Gruppe des gesamten Tierreichs. Besondere Buntheit erreichen die Lepidoptera wegen der oft auffälligen Färbung ihrer Flügel. Unmittelbar dafür verantwortlich sind sowohl Pigmente wie auch Schuppen, die für Lichtbrechungen und das spezielle Schillern sorgen.

Genetische Einblicke mit CRISPR

Was aber steckt genetisch hinter den faszinierenden Farben und Mustern? Dieser Frage ging ein internationales Forscherteam um Owen McMillan (Smithsonian Tropical Research Institute in Gamboa / Panama) bei sieben verschiedenen Schmetterlingsarten und unter Zuhilfenahme der sogenannten Gen-Schere CRISPR nach, die das "Editieren" von DNA und das Abschalten von Genen extrem erleichtert.

Bei den Experimenten der Forscher hatte sich bereits gezeigt, dass ein einzelnes Gen namens WntA enorme Effekte hat. Wie man seit einigen Jahren vermutet, gehört WntA auch bei anderen Insektengruppen zu jenen wenigen Genen, die bei der Entwicklung der Tiere und ihres Körperbaus eine entscheidende Rolle spielen. Außerdem codiert es ein sogenanntes Morphogen, das für die Positionierung verschiedener Zellen in einem Gewebe sorgt. Doch der experimentelle Beweis dafür fehlte noch.

Genabschaltung mit bunten Folgen

Also schalteten die Forscher mittels CRISPR in Schmetterlingseiern von sieben verschiedenen Arten das Gen aus und beobachteten, was passierte. Die Folgen waren erstaunlich und fast so bunt wie die Schmetterlinge selbst Bei einigen Spezies führte das ausgeschaltete Kontroll-Gen zu verkehrten Flügeln, bei Passionsfaltern (siehe Foto) führte es zu veränderten Streifen und einer anderen Musterung.

george washington university
Ko-Autor Arnaud Martin erläutert die Methode und die Erkenntnisse der Studie.

Bei Monarchfaltern stellte sich eine andere Struktur der Äderchen ein, und bei wieder anderen Arten veränderten sich die Pigmente und jeweils einfärbigen Schuppen, was für andere Lichtbrechungen sorgte.

Evolutionäres Erkenntnisinteresse

Wozu das Ganze? Wollen die Forscher mit den Experimenten gentechnisch veränderte Arten in die Welt setzen? Natürlich nicht. Die Experimente dienen vielmehr dazu, besser zu verstehen, wie es evolutionär zu dieser enormen Faltervielfalt kommen konnte. Und auch für diesen Zweck, also für neue Erkenntnisse in der Phylogenetik, erweist sich die Gen-Schere als höchst brauchbares Instrument (tasch, 18.9.2017)

  • Die Methode der Schmetterlingsstudie englisch erläutert.
    the george washington university

    Die Methode der Schmetterlingsstudie englisch erläutert.

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