Die Rolle von sozialen und nicht-sozialen Umgebungsparametern auf Immunantworten von Nachkommen: Implikationen für die Evolution von Familienleben in Insekten

KO 6510/1-1

Während des Familienlebens schaffen Eltern für ihre Nachkommen eine schützende soziale Umgebung, indem sie Nahrung bereitstellen und sie vor Bedrohungen wie Pathogenen abschirmen. Diese soziale Umgebung entspannt die Selektion von Überlebensmerkmalen der Nachkommen wie Immunität und ermöglicht die Evolution von verwundbaren, obligat abhängigen Nachkommen. Für Eltern reagiaren auf diese soziale Umgebung mit der Optimierung von Pflegeverhalte und Reaktionen auf nicht-soziale Umweltfaktoren wie Ressourcenverfügbarkeit oder Pathogendruck. Beim Nachwuchs sind aber flexible Reaktionen auf die soziale Umgebung der elterlichen Fürsorge wenig bekannt, insbesondere unter Berücksichtigung nicht-sozialer Umweltfaktoren. Zum Beispiel zeigen Larven von Nicrophorus-Totengräbern eine reduzierte Immunabwehr wenn Eltern Pflege leisten, aber es ist unklar, ob diese freiwillige Verwundbarkeit auch bei schlechten Bedingungen (d. h. hohem mikrobiellem Druck), oder wenn der Schutz durch Eltern problematisch ist, auftritt. Darüber hinaus ist unbekannt, ob Nachkommen obligat abhängiger oder vollständig unabhängiger, eng verwandter Arten auch flexible Reaktionen auf soziale und nicht-soziale Umweltbedingungen zeigen. Auch die molekularen Grundlagen der Reaktionen des Nachwuchses auf Fürsorge sind unbekannt, könnten aber Aufschluss über Herkunft und Rolle dieser Nachkommen-Anpassungen geben. In diesem Projekt werden diese Fragen durch die Aufzeichnung von Nachwuchsreaktionen auf Manipulationen von sowohl sozialen als auch nicht-sozialen Umweltfaktoren, nämlich der Anwesenheit und Qualität der Pflege sowie der Mikrobenprävalenz bei der Aufzucht, im System der Nicrophorus-Totengräber untersucht. Nicrophorus-Käfer brüten auf Wirbeltierkadavern mit starker Mikrobenpräsenz, oft mit biparentaler Brutpflege, und bieten daher wichtige soziale und nicht-soziale Umweltvariablen. Auch gibt es in diesem Genus viel Variabilität in der Pflegeabhängigkeit des Nachwuchses. Ich schlage daher mehrere Experimente vor welche Lebenszyklus, Immunität und Genexpression mehrerer Nicrophorus-Arten untersuchen, um herauszufinden 1) wie Nachkommen unterschiedlicher Pflegeabhängigkeit (fakultativ, intermediär und obligat) auf die Anwesenheit von und Qualität von Pflege sowie die Qualität ihrer nicht-sozialen Umgebung reagieren 2) welche genetischen Grundlagen die Reaktionen des Nachwuchses haben, 3) welche unterschiedlichen Auswirkungen uniparentale und biparentale Fürsorge haben sowie 4) ob die bloße Anwesenheit der Eltern oder aber deren Wirken auf die Umweltqualität die Reaktionen des Nachwuchses hervorruft. Letztendlich wird dieses Projekt durch die Demonstration und Untersuchung von Nachwuchsreaktionen und ihrer zugrunde liegenden Genexpression sowohl bei abhängigen als auch unabhängigen Nachkommen wichtige Aspekte der Ko-Adaption von Eltern und Nachkommen in einem einfachen sozialen System aufdecken, das sich ideal zur Erforschung der Evolution und Konsolidierung des Familienlebens eignet.