Die Bedeutung des Paradiesfisches in der evolutionären und verhaltensgenetischen Forschung

In Ungarn wird ethologische Forschung meist mit Versuchen an Hunden in Verbindung gebracht, doch neue methodische Fortschritte könnten eine weitere Art ins Rampenlicht rücken, den Paradiesfisch. Fische sind leicht zu handhaben und bringen zahlreiche Nachkommen hervor, was Forschern auf den Gebieten der Evolutions- und Verhaltensgenetik neue Möglichkeiten eröffnen könnte. Forscher der ELTE Eötvös Loránd Universität haben in jüngsten Veröffentlichungen die Bedeutung dieses alt-neuen Modelltiers hervorgehoben.

Jüngste methodische Fortschritte im Bereich der Molekularbiologie, wie etwa der starke Rückgang der Sequenzierungskosten oder die Verbreitung universell einsetzbarer Techniken zur Genom-Editierung, haben es möglich gemacht, Studien auf molekularer Ebene auch an nicht-konventionellen Tiermodellen durchzuführen, um den genetischen Hintergrund des Verhaltens einer lange erforschten Art zu verstehen.

Im Rahmen dieser Bemühungen haben Forscher am ELTE das Referenzgenom des chinesischen Paradiesfisches (Macropodus opercularis) sequenziert und charakterisiert und damit eine wichtige Ressource für zukünftige Experimente geschaffen. Das nur 480 MB große Genom befindet sich auf 23 Chromosomen und enthält mehr als 20.000 proteinkodierende Gene. Dieses kompakte genetische Material könnte die Art zu einem idealen Objekt für zukünftige gezielte Genomeditierungsexperimente machen.

Ein Papier mit den Ergebnissen wurde veröffentlicht In Wissenschaftliche Datenund in einem Parallele Überprüfung im Zeitschrift für experimentelle Zoologie BDie Forscher skizzierten außerdem ihre Vision, den Paradiesfisch in Studien zur evolutionären Entwicklung sowie in Forschungen einzusetzen, die darauf abzielen, die genetische Grundlage komplexer Verhaltensweisen aufzudecken.

Das seit 30 Jahren bestehende Hundeforschungsprojekt der Abteilung für Ethologie der ELTE ist eines der „sichtbarsten“ der vielen wichtigen und erfolgreichen Langzeitforschungsprojekte der ELTE. Vor Mitte der 1990er Jahre war das „Flaggschiff-Tier“ derselben Abteilung jedoch fast zwei Jahrzehnte lang nicht der Hund und nicht einmal ein Säugetier, sondern eine Art: der Paradiesfisch.

Auch die Verwendung dieser Fischart in ethologischen Experimenten wurde von Professor Vilmos Csányi vorangetrieben.

Als die Abteilung gegründet wurde, beschloss er, seine Forschungen an einer Art durchzuführen, die komplexe, sich wiederholende und genetisch kodierte Verhaltensweisen aufwies. Der Paradiesfisch erfüllte diese Anforderungen, und in den folgenden Jahrzehnten erforschte er mit Hilfe seiner Kollegen das Verhalten dieser Art im Detail. Sie erstellten ein artspezifisches Ethogramm, einen Katalog sich wiederholender Verhaltensweisen, die Individuen der Art allein oder während ihrer sozialen Interaktionen zeigen.

So vielversprechend diese frühen Forschungsarbeiten auch waren, so verlor die Arbeit Mitte der 1990er Jahre an Schwung. Da geeignete genetische Werkzeuge fehlten, konnten die Mechanismen, die den spezifischen Verhaltensweisen zugrunde liegen, nicht genau definiert werden.

Daher wurde auf Initiative von Prof. Ádám Miklósi, dem derzeitigen Leiter der Abteilung für Ethologie, in Zusammenarbeit mit der von Máté Varga geleiteten Forschungsgruppe Fischgenetik (Abteilung Genetik) ein neues Forschungsprogramm ins Leben gerufen, um den Paradiesfisch mit Hilfe modernster genetischer Werkzeuge als Modell für die Verhaltensgenetik „neu zu erfinden“.

Die Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Shawn Burgess am National Human Genome Research Institute (NHGRI) in den USA durchgeführt, und Ildikó Szeverényi und László Orbán von der Fish Genomics Research Group am Department für Angewandte Fischbiologie der Ungarischen Universität für Agrar- und Biowissenschaften (MATE) spielten ebenfalls eine Schlüsselrolle bei der Forschung.