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Ein Team um Dr. Jürgen Schmitz von der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster hat erstmals ein einfaches Modell für die Einwanderung der Beuteltiere nach Australien vorgestellt und auf Erbgut-Ebene belegt. Die Forschungsgruppe aus dem Institut für Experimentelle Pathologie an der Medizinischen Fakultät der Universität Münster publizierte ihre Untersuchung nun im renommierten amerikanischen Wissenschaftsjournal PLoS Biology. Anhand von „springenden Genen“ lässt sich die Evolutionsgeschichte der Beuteltiere rekonstruieren.
Ahnenforschung bei Skippy und seinen Verwandten: Ein Team um Dr. Jürgen Schmitz von der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster hat erstmals ein einfaches Modell für die Einwanderung der Beuteltiere nach Australien vorgestellt und auf Erbgut-Ebene belegt. Die Forschungsgruppe aus dem Institut für Experimentelle Pathologie an der Medizinischen Fakultät der Universität Münster publizierte ihre Untersuchung nun im renommierten amerikanischen Wissenschaftsjournal PLoS Biology. Anhand von „springenden Genen“ lässt sich die Evolutionsgeschichte der Beuteltiere rekonstruieren – von der Beutelratte zum Känguru, das im australischen Wappen - gemeinsam mit dem Emu - den Schildhalter spielt.
Ursprünglich verbreiteten sich die Beuteltiere, so der wissenschaftliche Konsens, von Südostasien aus nach Nord- und später Südamerika. Dort kamen sie vor mehr als 60 Millionen Jahren an. Heute ist vor allem Australien für seine reichhaltige Beuteltierwelt bekannt – etwa Kängurus und Koalas, Beutelteufel, Possums und die ausgestorbenen Tasmanischen Tiger. Wie die Migration von Südamerika nach Australien verlief, war lange umstritten; das Team um Schmitz hat nun eine simple Erklärung gefunden.
„Bisher ging die Wissenschaft von einer ziemlich komplizierten Wanderungsgeschichte aus“, erläutert Schmitz: Einige Beuteltiere in Amerika schienen mit australischen Arten näher verwandt zu sein als mit den Arten in Amerika. Eine Sonderstellung unter den Beuteltieren nimmt vor allem die Chiloé-Beutelratte ein. Sie lebt in Chile und Argentinien, gehört aber im Gegensatz zu allen anderen in Amerika lebenden Beuteltieren nicht zur Überordnung der Ameridelphia, sondern zu den Australidelphia – auf Gen-Ebene lässt sie sich eher der australischen Fauna zuordnen. Rätselhaft ist ein fossiler Fund aus Australien (Djarthia murgonensis), der der Chiloé-Beutelratte ähnlich ist und auf eine Rückwanderung dieser aus Australien schließen lassen könnte. „Mit einer einzigen Einwanderung konnte das also zunächst nicht erklärt werden“, so Schmitz. „Offenbar musste man davon ausgehen, dass die Situation verzwickter ist und Beuteltiere aus Australien auch wieder zurückkehrten.“
Das Team um Schmitz und seine PostDoc-Kollegin Maria Nilsson versuchte, der Migrationsgeschichte über das Erbgut auf die Spur zu kommen. Ausgangspunkt dafür waren so genannte springende Gene, das sind DNA-Sequenzen, die nach erfolgter Duplikation ihren Ort innerhalb des Genoms wechseln können. Wenn ein Gen an andere Stelle des Erbgutes „gesprungen“ ist, bleibt es dort auch bei den Nachkommen – damit lassen sich Verwandtschaftsverhältnisse rekonstruieren: Kommt ein springendes Gen bei verschiedenen Arten an gleicher Stelle vor, ist von einem gemeinsamen Ursprung auszugehen.
Im Erbgut von südamerikanischen Haus-Spitzmausbeutelratten und australischen Derby-Wallabys wählten die Forscher aus hunderttausenden Genen rund 230 springende für experimentelle Analysen aus. 53 davon erwiesen sich als phylogenetisch informativ, lassen also Aussagen über die evolutionäre Entwicklung der Beuteltiere zu. Die ältesten dieser Gene reichen bis zu 100 Millionen Jahre zurück. Zehn der springenden Gene kommen bei allen Beuteltieren, nicht aber bei anderen Säugetieren vor – ein Beleg dafür, dass die Beuteltiere eine zusammenhängende Gruppe bilden. Dreizehn Gene zeigen eindeutig, dass alle australischen Beuteltiere und die Chiloé-Beutelratte auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückgehen. Vier Gene zeigen, dass alle australischen Beuteltiere einen gemeinsamen Ursprung haben.
„Wahrscheinlich ist vor rund 50 Millionen Jahren ein Vorfahr im Aussehen ähnlich der Chiloé-Beutelratte über die Antarktis nach Australien gekommen“, schließt Schmitz. Er wäre der Urahn aller heute in Australien lebenden Beuteltiere – und konnte sich ohne Feinddruck und Konkurrenz durchsetzen, weil die Höheren Säugetiere den Kontinent zu dieser Zeit noch nicht erobert hatten. Ob es sich tatsächlich nur um eine Migration von Südamerika nach Australien gehandelt hat, wie die neuen Erkenntnisse nahelegen, kann nur durch weitere Fossilien endgültig bestätigt werden.
http://www.plosbiology.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pbio.1000436 Originalveröffentlichung
Wanderungskette der Beuteltiere.
Grafik: Jürgen Schmitz und Ronald Blakey
None
Stammbaum der untersuchten Beuteltiere.
Grafik: Jürgen Schmitz
None
Criteria of this press release:
Biology, Medicine, Zoology / agricultural and forest sciences
transregional, national
Miscellaneous scientific news/publications, Scientific Publications
German
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