Forscher der Queen Mary University of London haben gezeigt, dass Zebrafische genetische Hinweise auf die Evolution des Sozialverhaltens bei Menschen und domestizierten Arten liefern können.
Die Studie, veröffentlicht in iWissenschaft, untersuchte gentechnisch veränderte Zebrafische, die das Baz1b-Protein nicht herstellen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Gen nicht nur der Grundstein für physische und Verhaltensänderungen bei Fischen und anderen domestizierten Arten ist, sondern möglicherweise auch für die sozialen Beziehungen der Menschen.
Domestizierte Arten – wie Hunde und Katzen – weisen im Vergleich zu ihren Wildtyp-Gegenstücken genetische Unterschiede auf, einschließlich einer Variation im baz1b-Gen. Diese genetischen Veränderungen korrelieren mit körperlichen und Verhaltensmerkmalen, einschließlich kleinerer Gesichtszüge wie Schädel und Zähne, sowie sozial positiver, weniger aggressiv und weniger ängstlich.
Jedoch, Studien haben auch vorgeschlagen dass moderne Menschen sich selbst domestizierten, nachdem sie sich von ihren ausgestorbenen Verwandten, Neandertalern und Denisovanern, getrennt hatten. Dabei erlebten wir ähnliche körperliche und Verhaltensänderungen.
Diese Veränderungen hängen alle mit der Tatsache zusammen, dass domestizierte Tiere weniger Stammzellen eines bestimmten Typs haben, die sogenannten Neuralleisten-Stammzellen.
Die vom Queen Mary-Team geleitete Forschung baut darauf auf, indem sie die Auswirkungen der Entfernung der baz1b-Genfunktion und die Auswirkungen auf die Entwicklung der Neuralleiste und das Sozialverhalten untersucht.
Die untersuchten mutierten Zebrafische erwiesen sich als sozial anfälliger als ihre Gegenstücke mit funktionellem baz1b. Sie zeigten eine erhöhte Tendenz zur Interaktion mit Artgenossen, obwohl die Unterschiede zwischen den beiden Zebrafischarten ab einem Alter von drei Wochen nicht mehr beobachtbar waren.
Der mutierte Zebrafisch war nicht nur geselliger, sondern zeigte im späteren Leben auch markante Gesichtsveränderungen. Dazu gehörten eine veränderte Augenlänge und -breite, eine hervorstehende Stirn und eine kürzere Schnauze. Begleitet wurde dies von einem reduzierten angstbedingten Verhalten.
Um dies zu messen, untersuchten die Forscher die Reaktion der Zebrafische auf einen kurzen Lichtblitz, insbesondere die zurückgelegte Strecke innerhalb von fünf Minuten nach dem Blitz, sowie ihre Reaktion auf einen akustischen Schreck und ihre Reaktion, wenn sie einer neuen Umgebung ausgesetzt wurden. In allen Fällen erholte sich der mutierte Zebrafisch nach einer Zustandsänderung schneller, was auf eine geringere angstbedingte Reaktivität hinweist.
Der mutierte Zebrafisch zeigte auch eine leichte Unterentwicklung der Neuralleiste im Larvenstadium.
Die Forschung ergab, dass das baz1b-Gen bei Zebrafischen sowohl morphologische als auch Verhaltensmerkmale beeinflusst, die mit dem Domestizierungssyndrom bei anderen Arten verbunden sind.
Jose Vicente Torres Perez, Co-Autor der Queen Mary University of London und der University of Valencia, sagte: „Da der Prozess der Selbstdomestikation, der es modernen Menschen ermöglichte, unter anderem größere soziale Gruppen zu bilden, dem Prozess ähnlich ist der Domestikation bei anderen „domestizierten“ Arten hat unsere Forschung das Potenzial, uns dabei zu helfen, die biologischen Wurzeln zu entschlüsseln, die diese Verhaltensweisen bestimmen.
„Unsere Forschung stützt die bestehende Hypothese, dass Verhaltens- und morphologische Veränderungen, die mit der Domestikation bei Tieren und Menschen einhergingen, auf eine Unterentwicklung von Stammzellen der Neuralleiste zurückzuführen sind.“
Professor Caroline Brennan, Hauptautorin und Professorin für Molekulargenetik an der Queen Mary University of London, fügte hinzu: „Diese Studie bietet einen interessanten Einblick in die Ursprünge unserer Interaktion mit anderen. Auch wenn es eine Herausforderung sein könnte, die Schlussfolgerungen von Zebrafischen auf andere Wirbeltiere zu übertragen, Vergleichsstudien wie diese geben Einblick in die Evolution der menschlichen Kognition.“
Zebrafische wurden teilweise für die Forschung ausgewählt, weil etwa 80 % der mit menschlichen Krankheiten verbundenen Gene ein entsprechendes Ortholog aufweisen – ein Gen in einer anderen Art, das sich aus einem gemeinsamen Vorfahren entwickelt hat – was den Zebrafisch zu einem idealen Modell macht, um die zugrunde liegende Genetik und die neuronalen Schaltkreise zu untersuchen Verhalten.
Mehr Informationen:
Jose V. Torres-Pérez et al, baz1b-Funktionsverlust bei Zebrafischen führt zu phänotypischen Veränderungen, die mit dem Domestizierungssyndrom übereinstimmen, iWissenschaft (2022). DOI: 10.1016/j.isci.2022.105704