Evolutionsbiologie

Biodiversität - die Vielfalt der Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen - ist trotz ihrer enormen Bedeutung nur zu einem Bruchteil erfasst und verstanden. Fraglos bleibt daher die Erforschung der Artenvielfalt eine der größten Herausforderungen der Biologie: Welche Prozesse führen dazu, dass Arten entstehen? Wieso haben bestimmte Stammlinien eine höhere Artenvielfalt sowie ökologische und morphologische Vielfalt hervorgebracht als andere? Welche biogeographischen Mechanismen können die Muster der globalen Verbreitung von Arten erklären? Und nicht zuletzt: Wie viele Arten gibt es überhaupt auf der Erde? Selbst bei Tieren ist die Artenzahl ungewiss - Schätzungen sprechen von 5, 10, oder gar 100 Millionen. Die Suche nach Antworten auf diese Fragen steht für die Abteilung "Evolutionsbiologie" des Zoologischen Institutes im Mittelpunkt der Forschungsarbeit. Der methodische Schwerpunkt liegt auf molekulargenetischen Verfahren wie beispielsweise DNA-Sequenzierung von Genen, oder ganzen Genomen und Transkriptomen, zur Rekonstruktion von Phylogenien und Fragmentanalyse zur Ermittlung von Populationsdifferenzierung. Ergänzt werden diese Laborarbeiten durch Freilandforschung in Diversitäts-Hotspots wie Madagaskar oder auf Inselgruppen wie Galapagos. Dabei stellen Amphibien die bevorzugte Modellgruppe dar, um diese grundlegenden Muster und Prozesse der Evolution zu untersuchen.

In diesem Rahmen bearbeiten die zwei Arbeitsgruppen in der Abteilung Evolutionsbiologie, AG Vences und AG Ruthsatz, unterschiedliche Modellorganismen, Modellregionen und Fragestellungen.

Die AG Vences betrachtet vorwiegend Muster (molekularphylogenetische und phylogenomische Stammbäume, biogeographische Verbreitungen und Modellierungen, gemeinsam vorkommende Communities z. B. von Amphibien oder von Bakterien auf der Haut von Amphibien, Vorkommen von Pheromonen und Hautgiften). Aus diesen Mustern lassen sich z.B. morphologische Schlüsselmerkmale in der Evolution oder geographische und intrinsische Einflüsse auf Artbildung und Diversifizierung erkennen. Viele der Forschungen fanden auf Madagaskar statt, wo in Zusammenarbeit mit Dr. Frank Glaw (Zoologische Staatssammlung München) mittlerweile über 120 neue Amphibienarten beschrieben werden konnten. Neuere Untersuchungen befassen sich mit den Amphibien-assoziierten Mikrobengemeinschaften, mit Schwerpunkt auf europäischen, madagassischen und brasilianischen Arten.

Die AG Ruthsatz beschäftigt sich vor mit der Ökophysiologie und -toxikologie von ektothermen Tieren (darunter vor allem Amphibien) unter dem Aspekt des Natur- und Artenschutzes. Wir untersuchen, wie sich der globale Wandel auf verschieden Vitalraten wie Entwicklung, Wachstum, Energiehaushalt und das Überleben auswirkt und wie Tiere mit neuen Umgebungen und Herausforderungen umgehen können, indem sie phänotypische Plastizität oder Flexibilität zeigen. Ein besonderes Interesse entfällt dabei auf die endokrin-disruptiven Effekte von Umweltstressoren wie Temperaturveränderungen und Umweltverschmutzung. Wir verwenden diverse Tools der angewandten Naturschutzphysiologie,  wie der Messung von Herz- und Stoffwechselrate, Temperaturtoleranz, Akklimatisierungspotential, Energiereserven, Freisetzung von Stresshormonen und OMICS-Technologien. Dementsprechend kombinieren unsere Untersuchungen mehrere Disziplinen, um Stress, Gesundheit und Physiologie auf vielen verschiedenen biologischen Ebenen zu bewerten (d.h. Individuum, Population, Art).

Für allgemeine, weiterführende Informationen zum Thema Evolutionsbiologie, siehe auch die Website der AG Evolutionsbiologie im VBio: 
https://www.ag-evolutionsbiologie.net