Wissenschaftler entdecken die tiefsten Evolutionsgeheimnisse des australischen Beuteltiermaulwurfs

Beutelmaulwürfe sind vielleicht die bizarrsten Säugetiere Australiens. Der Beuteltier-Maulwurf ist bei den Aṉangu-Ureinwohnern als „Itjaritjari“ bekannt und spielt in ihren Geschichten eine wichtige Rolle. Er wird jedoch nur selten beobachtet, sodass jede Sichtung ein seltenes Ereignis ist.

Jetzt hat unser Team unter der Leitung von Dr. Stephen Frankenberg und Professor Andrew Pask damit begonnen, einige der tiefsten Evolutionsgeheimnisse des Beuteltier-Maulwurfs aufzudecken, indem es zum ersten Mal sein Genom untersucht.

Sich an ein Leben in Down Under anpassen

Beutelmaulwürfe leben in den tiefen Wüsten Australiens und bahnen sich ihren Weg nicht, indem sie permanente Tunnel graben, sondern indem sie mit speziellen Vorderbeinen durch lockeren Sand „schwimmen“.

Dieser Lebensstil ist für ihre Existenz so wichtig, dass sie sich auf bemerkenswerte Weise anpassen mussten.

Sie sind fast blind, haben nur verkümmerte Augen unter der Gesichtshaut und haben keinen Hodensack; ihre Hoden befinden sich im Bauch.

Da es sich um Beuteltiere handelt, haben die Weibchen einen Beutel, der sich jedoch so entwickelt hat, dass er nach hinten zeigt, um zu verhindern, dass er sich mit Sand füllt.

Sogar das Atmen ist unter der Erde eine Herausforderung, daher mussten sich auch Beutelmaulwürfe entwickeln, um unter sauerstoffarmen Bedingungen zu überleben.

Unglaublicherweise werden viele dieser Anpassungen mit den „echten“ Maulwürfen in Afrika, Eurasien und Nordamerika geteilt, was ein eindrucksvolles Beispiel für eine konvergente Evolution darstellt.

Unter der Oberfläche erkunden

Durch die Extraktion von DNA aus einer unglaublich wertvollen konservierten Gewebeprobe hat unser Team zusammen mit unseren Mitarbeitern an der La Trobe University und der University of Connecticut nahezu alle chemischen „Buchstaben“ kartiert, die seine evolutionäre Vergangenheit dokumentieren, und Anweisungen für die Herstellung seiner unverwechselbarsten hergestellt Eigenschaften.

Teammitglieder von hier und der University of Utah verwendeten dann dieses Genom, um die Gene des Beutelmaulwurfs mit denen seiner entfernten oberirdischen Verwandten zu vergleichen.

Unser Erkenntnissejetzt veröffentlicht in Wissenschaftliche Fortschrittewaren bemerkenswert.

Durch die Untersuchung von Augengenen, die allen Säugetieren gemeinsam sind, zeigten wir, dass die Degeneration der Augen des Beuteltiers stufenweise erfolgte, wobei die für die Linse wichtigen Gene an erster Stelle standen, gefolgt von den „Stäbchen und Zapfen“ – den lichtempfindlichen Zellen in der Netzhaut.

Wir haben auch gezeigt, dass Beutelmaulwürfe über ein zusätzliches Gen für Hämoglobin verfügen, das Protein, das in den roten Blutkörperchen Sauerstoff durch den Körper transportiert, und dass ein Schlüsselgen für den Hodenabstieg – RXFP2 – bei dieser Art „kaputt“ ist, was uns eine Erklärung dafür liefert interne Hoden.

Den Stammbaum herausfinden

Aufgrund seiner seltsamen Merkmale und des Mangels an belastbaren DNA-Beweisen war es äußerst schwierig, die Beziehungen des Beutelmaulwurfs zu anderen Beuteltieren herauszufinden.

Unsere Kollegen von der Universität Münster haben zur Lösung dieses Problems einen innovativen Ansatz verfolgt und Retrotransposons – manchmal auch „springende Gene“ genannt – untersucht.

Diese Gene kopieren sich wiederholt und zufällig in verschiedene Regionen der DNA. Es ist jedoch sehr unwahrscheinlich, dass dasselbe Gen bei zwei verschiedenen Arten zufällig in dieselbe Region springt.

Dies macht gemeinsame Transposon-Insertionen zu einem sehr zuverlässigen Indikator für die gemeinsame Abstammung.

Und das bedeutete, dass wir zeigen konnten, dass die engsten Verwandten der Beutelmaulwürfe die Beutel- und Bilbys Australiens sind, gefolgt von fleischfressenden Beuteltieren wie dem Tassie-Teufel.

Eine Art im Niedergang?

Im Rahmen derselben Forschung haben Mitarbeiter der Universität Münster und von La Trobe das Genom des Beuteltier-Maulwurfs gescannt, um mehr darüber zu erfahren, wie diese Prozesse die genetische Vielfalt dieser Art beeinflusst haben.

Wir fanden, dass es viel vielfältiger war als heute.

Vor etwa 70.000 Jahren begann jedoch ein langer, langsamer Rückgang der Art.

Interessanterweise scheint dieser Rückgang mehr als 5.000 Jahre vor der Ankunft der Menschen in Australien und mindestens 30.000 Jahre vor ihrer Ansiedlung in Regionen in der Nähe des Lebensraums des Beuteltiers begonnen zu haben.

Dies deutet darauf hin, dass die Ureinwohnervölker kaum Einfluss auf diese kryptische Art hatten.

Wir haben vielmehr herausgefunden, dass dieser Rückgang mit einer Zeit kühlerer Temperaturen und niedrigerem Meeresspiegel einhergeht, was auf klimatische Veränderungen als Ursache zurückzuführen ist.

Die genetische Vielfalt ist für die Gesundheit einer Art und ihre Fähigkeit, sich an eine sich verändernde Welt anzupassen, von entscheidender Bedeutung.

Unsere Arbeit zeigt, dass der Beuteltier-Maulwurf nicht im Gedächtnis bleiben sollte, nur weil er oft außer Sichtweite ist. Für seine Zukunft brauchen wir neue Anstrengungen, um die Gesundheit und Stabilität der Population dieses heimtückischen kleinen australischen Säugetiers zu untersuchen.