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Supergen beeinflusst Migrationsverhalten Gen steigert die Wanderlust von Mäusen

| Redakteur: Christian Lüttmann

Welche Maus wandert aus? Offenbar hat ein Gen nachweisbaren Einfluss auf das Migrationsverhalten von Hausmäusen. Wie Züricher Forscher feststellten, verlassen die Tiere mit einem bestimmten „Supergen“ deutlich eher ihre Population als Artgenossen ohne dieses Gen. Die Erkenntnisse könnten bei der Eindämmung von Mäuseplagen helfen.

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Ein Gen bringt Mäuse dazu, häufiger die angestammte Population zu verlassen.
Ein Gen bringt Mäuse dazu, häufiger die angestammte Population zu verlassen.
(Bild: Pixabay/Alexas_Fotos, gemeinfrei / CC0 )

Zürich/Schweiz – Normalerweise sorgt die Kooperation von Genen dafür, dass ein Organismus wachsen und gedeihen kann. Doch es gibt auch Gene, die ein anderes Ziel verfolgen: Sie wollen sich selbst weiterverbreiten und verdrängen hierfür sogar andere Gene. Ein solches egoistisches Supergen ist der so genannte t-Haplotyp – ein Komplex aus mehreren gemeinsam vererbten Genen, der natürlicherweise in Hausmäusen vorkommt. „Dieses Supergen verschafft sich gegenüber anderen Genen einen unfairen Vorteil bei der Vererbung“, sagt Jan-Niklas Runge, Erstautor der Studie und Doktorand der Evolutionsbiologie an der Universität Zürich.

Eigentlich hat jedes Gen eine 50-Prozent-Chance an einen Nachkommen übertragen zu werden. Doch Spermien, die das Supergen tragen, vergiften konkurrierende Spermien desselben Tieres und erhöhen ihre Befruchtungschance dadurch auf 90 Prozent. Ähnliche Mechanismen finden sich auch in anderen Organismen, etwa in Fruchtfliegen oder in Mais.

Acht Jahre Mausbeobachtung

In einer Langzeitstudie haben die Forscher nun untersucht, wie sich dieses Supergen auf das Migrationsverhalten von Hausmäusen auswirkt. Hierzu führten sie acht Jahre lang genau Buch über das Kommen und Gehen in vier Gruppen von wilden freilebenden Hausmäusen in einer Scheune in der Nähe von Zürich. Mithilfe von Genanalysen, Funksendern und regelmäßigen Zählaktionen konnten sie nachweisen, dass Träger des t-Haplotyps vermehrt zwischen den Gruppen wechselten oder die Scheune ganz verließen. Die Wahrscheinlichkeit für eine solche Migration war dabei gegenüber normalen Tieren um fast 50 Prozent erhöht. Die Studie konzentrierte sich auf Jungtiere, welche bei Hausmäusen die typische Altersgruppe für Migration darstellen.

Das Supergen: Verbreiten oder selbst auslöschen

Die Wissenschaftler glauben, dass das Supergen das Verhalten der Mäuse auf diese Weise manipuliert, um sich selbst weiter auszubreiten. Eine solche Migration sichert zudem wahrscheinlich auch den Erhalt des t-Haplotyps im Genpool der Hausmäuse: Nimmt das Supergen nämlich in einer Population überhand, dann kann dies dazu führen, dass es sich selbst auslöscht. So sind beispielsweise Mäuse, die zwei Kopien des Supergens (von der Mutter und vom Vater) erhalten, nicht mehr lebensfähig.

Außerdem können sich Supergen-Spermien schlecht gegen normale Spermien durchsetzen, wenn sich ein Weibchen im gleichen Ei-Zyklus mit mehreren Männchen paart. „Große Populationen mit viel Konkurrenz um paarungsbereite Weibchen sowie Populationen mit einem hohen Anteil an Trägern des t-Haplotyps sind also eher schlecht für das Supergen“, erklärt Runge. „Die Träger des Supergens wandern deshalb wahrscheinlich aus und schließen sich Populationen an, in denen die Chancen auf Verbreitung besser sind.“

Diese Vermutung wird durch das Resultat der Studie belegt: Je größer die Population, desto ausgeprägter war das beobachtete Migrationsverhalten. So lässt sich auch erklären, wie es das Supergen trotz aller Nachteile geschafft hat, etwa zwei Millionen Jahre lang im Erbgut der Mäuse zu überleben. Die UZH-Forscher arbeiten nun daran, diese Hypothese mit Computersimulationen und weiteren Experimenten zu überprüfen.

Nutzen beim Kampf gegen Mäuseplagen

Schon jetzt planen Biologen aus anderen Forschungsgruppen den Einsatz dieses Supergens für die Kontrolle von invasiven Hausmäusen. Vermehren sich diese nämlich unkontrolliert an Orten, an denen sie nicht einheimisch sind, so kann dies das gesamte Ökosystem aus dem Gleichgewicht bringen. Deshalb wollen die Forscher das Erbgut so manipulieren, dass die Mäuse unfruchtbar werden. Das Supergen soll dann dabei helfen, diese Modifikation möglichst schnell in der Mäusepopulation zu verbreiten. „Unsere Erkenntnisse sind dafür von großer Bedeutung und können dazu beitragen, eine sichere und verlässliche Methode zur Bekämpfung solcher Invasionen zu entwickeln“, hofft Runge.

Originalpublikation: Jan-Niklas Runge & Anna K. Lindholm: Carrying a selfish genetic element predicts increased migration propensity in free-living wild house mice. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. October 3, 2018; DOI:10.1098/rspb.2018.1333

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