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Auf den Spuren des Dschingis Khan der Braunbären: Y-Chromosomen offenbaren weitreichenden Genfluss

26.03.2014 - (idw) Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

Männliche Bären durchstreifen viel größere Gebiete als Weibchen. Paaren sie sich dann fern ihres Geburtsortes, streuen sie ihre Erbanlagen über große geographische Distanzen. Deshalb ist das männlich vererbte Y-Chromosom eine wertvolle Informationsquelle: Damit können Wanderungsrouten und Populationsstruktur untersucht und genetische Unterschiede zwischen Bärenarten entschlüsselt werden. Wissenschaftler des Frankfurter LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrums nutzten dies jetzt, um mittels der Analyse des Y-Chromosoms erstmals die männliche Seite der Evolution von Braun- und Eisbären zu beleuchten. Die Studie erscheint heute in der Fachzeitschrift Molecular Biology and Evolution. In der neuen Studie wurde erstmals speziell die männliche Seite der Geschichte der Bärenevolution untersucht. Vieles von dem, was wir heute über die Populationsstruktur von Säugetieren wissen, beruht allein auf Daten, die aus mütterlich vererbter DNA aus den Mitochondrien (Kraftwerke der Zelle) gewonnen wurden. Dies ergibt jedoch ein verzerrtes Bild: Das stark ausgeprägte Wanderverhalten der Männchen vieler Säugetierarten führt dazu, dass diese ihr genetisches Material über viel größere geographische Distanzen verbreiten als die Weibchen. Bisher hatten Genetiker, basierend auf Analysen mütterlich vererbter DNA, den Braunbär als eine Art mit deutlichen Unterschieden zwischen verschiedenen geographischen Regionen beschrieben. Jetzt ist klar, dass dies nur für rein mütterlich vererbte Gene gilt und nicht für die Art als Ganzes repräsentativ ist.
Wissenschaftler um den Frankfurter Evolutionsbiologen Axel Janke vom LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F) entwickelten mit Hilfe des kürzlich sequenzierten Eisbärgenoms männchen-spezifische Marker und analysierten mehrere Regionen des Y-Chromosoms von 130 Braun-, Eis- und Schwarzbärindividuen aus deren gesamtem Verbreitungsgebiet, das Europa, Asien und Nordamerika umfasst.

Wenn Bärengene auf Reisen gehen

Die Frankfurter Forscher fanden Anzeichen für einen ausgeprägten männlichen Genfluss, der zur Verbreitung einzelner Y-Chromosomen über riesige Distanzen geführt hat. Zu ihrer Überraschung weisen beispielsweise ein Braunbär aus Norwegen und ein Individuum der ABC-Inseln vor der Küste Alaskas trotz der großen Distanz fast identische Y-Chromosomen auf. Dies legt nahe, dass sich eine männliche Braunbärenlinie über das gesamte holarktische Verbreitungsgebiet hinweg ausgebreitet hat. Dieses Verbreitungsmuster in Braunbärenpopulationen erstreckt sich über noch größere geographische Distanzen, als dies durch vergleichbare Analysen bei Menschen festgestellt wurde, betonen die Autoren Tobias Bidon und Frank Hailer. Diese wiesen die Y-chromosomalen Erblinien der Reiter Dschingis Khans, des Gründers des Mongolenreichs, in weiten Teilen Asiens nach. Die Y-Chromosomen der Bären sind also noch weiter verbreitet als die der weit herumgekommenen Eroberer.

Braun- und Eisbär: seit langer Zeit getrennte Linien

In der Studie wird außerdem die Aufspaltung der männlichen Erblinien von Braun- und Eisbär neu datiert und auf etwa 0,4 bis 1,1 Millionen Jahre geschätzt. Die Daten belegen, dass Braun-, Eis- und Schwarzbären schon seit langer Zeit klar voneinander getrennte evolutionäre Linien sind. Insgesamt zeigt die Studie, dass das bislang in der Forschung vernachlässigte Y-Chromosom eine höchst wertvolle Informationsquelle ist, um die Evolution von Bären und anderen Säugetieren zu verstehen.

Publikation:
Bidon T, Janke A, Fain SR, Eiken HG, Hagen SB, Saarma U, Hallström BM, Le-comte N, Hailer F. (2014): Brown and polar bear Y chromosomes reveal exten-sive male-biased gene flow within brother lineages. - Molecular Biology and Evolution, DOI 10.1093/molbev/msy109

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte:
Tobias Bidon und Dr. Frank Hailer
LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F),
Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
Tel. +49 (0)69 7542-1828
E-mail: tobias.bidon@senckenberg.de, frank.hailer@senckenberg.de

oder

Dr. Julia Krohmer
LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F),
Transferstelle
Tel. +49 (0)69 7542 1837
julia.krohmer@senckenberg.de

Link zur englischen Pressemitteilung des Journals auf Eurekalert: www.eurekalert.org/pub_releases/2014-03/mbae-sy032014.php

Download Pressebild unter
www.bik-f.de/root/index.php?page_id=32&ID=689&year=0

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LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum, Frankfurt am Main
Mit dem Ziel, anhand eines breit angelegten Methodenspektrums die komplexen Wech-selwirkungen von Biodiversität und Klima zu entschlüsseln, wird das Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiKF) seit 2008 im Rahmen der hessischen LandesOffensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) gefördert. Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung und die Goethe Universität Frankfurt sowie weitere direkt eingebundene Partner kooperieren eng mit regionalen, nationalen und internationalen Akteuren aus Wissenschaft, Ressourcen und Umweltmanagement, um Projektionen für die Zukunft zu entwickeln und wissenschaftlich gesicherte Empfehlungen für ein nachhaltiges Handeln zu geben. Mehr unter www.bikf.de Anhang

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