Die Erderwärmung und deren Auswirkung auf den Menschen sind in aller Munde. Fruchtfliegen dagegen lässt das kalt – sie passen sich einfach an.
Das Wohlbefinden der meisten Tiere und Pflanzen wird stark von der Temperatur beeinflusst. Der derzeitig stattfindende Klimawandel stellt für viele Arten somit eine große Herausforderung dar. Sie müssen sich an die veränderten Temperaturen anpassen, oder ihr Überleben ist stark gefährdet. Dass diese Anpassung auf genetischer Ebene gesteuert wird, ist seit längerem bekannt. Dass sie jedoch auch sehr schnell, innerhalb weniger Generationen, passieren kann, dagegen nicht. Erst in den letzten Jahren gelang der Nachweis wie rasch sich die die genetische Zusammensetzung von Populationen ändern kann.
Forschende vom Institut für Populationsgenetik der Vetmeduni Vienna um Francois Mallard und Christian Schlötterer haben Anpassung an neue Klimaverhältnisse im Labor experimentell getestet. Die Forscher setzten frisch gefangene Fruchtfliegen einer heißen Umwelt aus. Die überlebenden Fliegen wurden nach weniger als 60 Generationen untersucht. Dabei wiesen die Experten nach, dass der gesamte Stoffwechsel der Tiere durch wenige Genvarianten umprogrammiert wird.
Schnelle Anpassung
Aufgrund mehrerer, mit Nobelpreisen ausgezeichneter Forschungsleistungen ist die Fruchtfliege der Öffentlichkeit mittlerweile zwar als „Haustier“ der Genforschung bekannt. Ihr Potential in der Umweltforschung ist jedoch erst vor kurzem erkannt worden. Die Kombination von Ökologie und Genetik stellt ein bisher kaum genutztes Potential dar, um Anpassungsprozesse im Kontext der globalen Klimaveränderungen zu verstehen. Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Anpassungsstrategie ist ein ausreichender Genpool, in dem die genetischen Varianten für neue Umweltbedingungen auf „Vorrat“ gehalten werden.
Mallard und seine Forschungskollegen suchten dabei nach der sprichwörtlichen Nadel im Heuhaufen. Mit einer sogenannten „Evolve and Resequence Studie“ suchten sie aus mehreren Millionen Varianten im Erbgut, diejenigen heraus, die den Fruchtfliegen einen Fitnessvorteil in heißer Umwelt bieten. Die Forschenden führten die Experimente dazu zwar im Labor, „doch der Vergleich unserer Ergebnisse mit natürlichen Populationen aus heißen Gegenden wie etwa Florida zeigte, dass die gleichen Anpassungsmechanismen auch in der freien Natur zur Anwendung kommen“ erklärt der Erstautor.
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