Wissenschaftler entdecken Schlüsselgene hinter Insektenwanderungen

Wissenschaftler haben mehr als 1.500 genetische Unterschiede zwischen wandernden und nicht wandernden Schwebfliegen identifiziert.

Ein Team unter der Leitung der University of Exeter fing wandernde Insekten ein, als sie durch einen Bergpass flogen, und sequenzierte aktive Gene, um zu identifizieren, welche das Migrationsverhalten bestimmen.

Diese genetischen Informationen wurden dann mit denen von nicht wandernden Sommerschwebfliegen verglichen.

„Wir haben 1.543 Gene identifiziert, deren Aktivitätsniveaus bei den Migranten unterschiedlich waren“, sagte Hauptautor Toby Doyle vom Zentrum für Ökologie und Naturschutz auf dem Penryn Campus von Exeter in Cornwall.

„Was uns jedoch wirklich beeindruckt hat, war die bemerkenswerte Bandbreite an Rollen, die diese Gene spielen.

„Migration ist energetisch sehr anspruchsvoll, daher war es keine Überraschung, Gene für den Stoffwechsel zu finden, aber wir identifizierten auch Gene mit Rollen in der Muskelstruktur und -funktion, der hormonellen Regulation der Physiologie, der Immunität, der Stressresistenz, des Flucht- und Fressverhaltens, der sensorischen Wahrnehmung und für die Erhöhung der Langlebigkeit. „

Jeden Herbst verlassen Milliarden von wandernden Schwebfliegen Nordeuropa und machen sich auf eine weite Reise nach Süden.

Ihre Reise führt sie durch die Pyrenäen, wo sie sich auf hohe Gebirgspässe konzentrieren.

„Es ist ein erstaunliches Schauspiel, Zeuge zu werden, ein endloser Strom von Hunderttausenden von Menschen durch einen 30-Meter-Pass“, sagte Dr. Karl Wotton.

Als die Forscher begannen, diese Gene nach Funktion zu ordnen, stellten sie fest, dass ganze Reihen von Genen gemeinsam aktiviert wurden: Insulin-Signale für Langlebigkeit, Signalwege für Immunität und solche, die zur langen Produktion von Octopamin führen, dem Insektenäquivalent des Kampf- oder Fluchthormons Adrenalin – Distanzflug.

„Diese Pfade wurden in wandernde Schwebfliegen integriert und durch die Evolution modifiziert, um eine Bewegung über große Entfernungen zu ermöglichen“, sagte Dr. Wotton.

Die Arbeit bietet eine leistungsstarke genomische Ressource und einen theoretischen Rahmen, um zukünftige Studien zur Evolution der Migration zu lenken.

Dr. Wotton fügte hinzu: „Es ist eine aufregende Zeit, die Genetik der Migration zu studieren.

„Unsere Forschung hat bereits mehrere Gene aufgezeigt, die zuvor mit der Migration bei Schmetterlingen in Verbindung gebracht wurden, was auf die Existenz eines gemeinsamen „Migrationsgenpakets“ hindeutet, das die Migration über mehrere Tiere hinweg steuert.“

Das Papier, veröffentlicht in der Zeitschrift Molekulare Ökologieträgt den Titel: „Genomweite transkriptomische Veränderungen enthüllen die genetischen Wege, die an der Insektenmigration beteiligt sind.“