Koevolution in einer Symbiose: Vergleichende Phylogenie solitärer Grabwespen und ihrer endosymbiontischen Bakterien

• Applicant: Professor Dr. Erhard Strohm
• Subject Area: Animal Physiology and Biochemistry
• Term: from 2005 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 15664252

Symbiontische Assoziationen zwischen Bakterien und Eukaryoten spielen eine bedeutende Rolle für ökologische und evolutionäre Prozesse. Actinomyceten sind die wichtigsten Antibioti-ka-Produzenten und wären damit potentiell sehr wertvolle Symbiosepartner. Allerdings gab es bisher kaum Hinweise auf Symbiosen zwischen Actinomyceten und Tieren. Wir konnten zei-gen, dass Weibchen des Europäischen Bienenwolfes, Philanthus triangulum (Hymenoptera, Crabronidae), Bakterien der Actinomyceten-Gattung Streptomyces in spezialisierten Anten-nen-Drüsen beherbergen und sie vor der Eiablage an eine Wand der Brutzelle abgeben. Die Larven nehmen die Bakterien vor dem Einspinnen auf und tragen sie auf den Kokon auf. In Biotests erhöhten die Bakterien den Überlebenserfolg der Larven erheblich. Genetische Ana-lysen an P. triangulum und zwei weiteren Philanthus-Arten (P. venustus, P. gibbosus) zeigten, dass, erstens, die Antennen aller drei Arten Bakterien enthalten, zweitens, die 16s rDNA Se-quenzen der Bakterien innerhalb einer Philanthus-Art identisch sind und, drittens, die Bakteri-en der drei Arten sehr nah verwandt sind. Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse drauf hin, dass die Endosymbionten vertikal (von der Mutter auf die Tochter) übertragen wer-den und dass die Symbiose relativ alt ist. Wir wollen in dem vorliegenden Projekt untersuchen, ob Bienenwölfe und ihre jeweiligen Streptomyceten eine Koevolution und Kospeziation erfah-ren haben, was sich in einer Kongruenz der Phylogenien beider Gruppen widerspiegeln würde. Dazu soll die Phylogenie von 20-30 Bienenwolf-Arten und die Phylogenie ihrer Bakterien mo-lekulargenetisch analysiert werden. Die Untersuchungen versprechen sehr interessante Er-gebnisse im Hinblick auf die Evolution und das Funktionieren von Insekten-Bakterien-Symbiosen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Martin Kaltenpoth