FOR 2281:  Sociality and the reversal of the fecundity-longevity trade-off

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 261675780

Warum altern Tiere? Diese Frage ist von zentraler Bedeutung sowohlfür Wissenschaftler als auch für die Öffentlichkeit. Trotz ihrerBedeutung ist diese Frage noch immer ungelöst. Altern hängt direktmit dem Fekunditäts/Langlebigkeits Trade-off zusammen: In fast allenTieren geht eine Erhöhung der Reproduktion mit einer verkürztenLebensspanne einher. Große Ausnahmen bilden soziale Insekten, wieHonigbienen, Ameisen und Termiten. Ihre Königinnen gehören zu denInsekten mit der höchsten Fekundität und der längsten Lebenspanne,wobei Fortpflanzung ihr Leben verlängert. Dies macht sozialeInsekten, wie wir sie in unserer Forschergruppe studieren, zuvielversprechenden neuen Modellen in der Altersforschung. Unserübergeordnetes Ziel ist es zu verstehen, wie und warum derFekunditäts/Langlebigkeits Trade-off bei sozialen Insekten umgekehrtwird und wie dies konvergent in unabhängigen evolutionären Linienevolvierte. Während der ersten Förderphase haben wir Altern aus derultimaten und proximaten Perspektive an drei Linien sozialer Insekten(Ameisen, Bienen und Termiten) untersucht, wobei wir Drosophilamelanogaster als solitäre Kontrolle einschlossen. Dieser Ansatz hates uns erlaubt u.a., entscheidende Faktoren zu identifizieren, die dieLanglebigkeit der Königinnen beeinflussen. Zudem konnten wir vielversprechendeKandidatengene und Signalwege identifizieren, die mitAltern und der Umkehrung des Fekunditäts/Langlebigkeits Trade-offassoziiert sind. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass konvergenteEvolution auf der phänotypischen Ebene durch unterschiedlichemolekulare Änderungen bei den verschiedenen sozialen Artenerreicht wurde, diese Änderungen aber stets dieselben Signalwegebetreffen. Während der zweiten Förderphase möchten wir dieseErgebnisse im Detail weiterverfolgen. Wir haben drei Schwerpunkte:Die Projekte in Fokus A ‚Synthese’ werden vergleichende Studien undAnalysen durchführen, um einen umfassenden Einblick in diegenerellen und idiosynkratischen Mechanismen der Änderung desFekunditäts/Langlebigkeits Trade-offs zu erhalten. Innerhalb vonFokus B ’Regulatoren’ werden die Projekte an ausgewählten Artenfunktionale Experimente und Detailanalysen durchführen, um dieSignalwege und Netzwerke zu entschlüsseln, die der Änderung desFekunditäts/Langlebigkeits Trade-offs zugrunde liegen. Die Projektein Fokus C ‚Transitionen’ werden das Altern und die Änderung desFekunditäts/Langlebigkeits Trade-offs vergleichend entlang mehrerersozialer Übergänge bei Bienen, Ameisen und Termiten untersuchen,um zu entschlüsseln wie und warum Sozialität den Trade-off ändert.Kombiniert werden wir damit grundlegende Einsichten in dieMechanismen und Ursachen von Altern und Sozialität erhalten. Indem wir die Basis des scheinbaren Entkommens aus demallgemeingültigen Fekunditäts/Langlebigkeits Trade-offsentschlüsseln, erwarten wir die fundamentalen biologischen Regeln,die Fekundität, Langlebigkeit, Seneszenz und Gesundheit steuern,besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: Brasilien, Mexiko, Niederlande, Schweiz, Südafrika, USA

Projekte

• Der Seneszenz Trotzend – Die Gründe des Sterbens und die Kosten des Lebens von Ameisenköniginnen (Antragsteller Oettler, Jan )
• Der Trade-off zwischen Fekundität und Langlebigkeit bei einer klonalen Ameise (Antragsteller Bernadou, Ph.D., Abel )
• Die funktionelle Basis der Umkehrung des Fekundität - LanglebigkeitsTrade-Offs bei der Ameise Temnothorax rugatulus (Antragstellerinnen Feldmeyer, Barbara ;  Foitzik, Susanne )
• Differentielle Regulation von Genen, Isoformen und Netzwerken während der Alterung sozialer Insekten (Antragsteller Bornberg-Bauer, Erich )
• Effekt der Sozialstruktur auf den Kompromiss zwischen Fekundität und Langlebigkeit bei Ameisen (Antragstellerinnen / Antragsteller Foitzik, Susanne ;  Libbrecht, Ph.D., Romain ;  Nehring, Ph.D., Volker )
• Entschlüsselung der funktionalen Basis der Aufhebung des Fekunditäts/Langlebigkeits Trade-offs in einer Termite (Antragstellerin Korb, Judith )
• Kastenspezifisches Altern: Quantitative Modelle zur Evolution des Alterns bei sozialen Insekten. Teil II: Integration von Theorie und Experiment (Antragsteller Pen, Ido )
• Koordinationsfonds (Antragstellerin Korb, Judith )
• The fecundity/longevitiy tradeoff in a clonal ant (Antragsteller Heinze, Jürgen )
• The genomic tool box to transform a short lived social bee into a long lived social parasite (Antragsteller Moritz, Robin F. A. )
• The Physiological and Metabolic Basis of the Fecundity/Longevity Trade-Off in Drosophila (Antragsteller Flatt, Thomas )
• Vergleichende Analyse der molekularen Mechanismen des Alterns in Fliegen und Bienen (Antragstellerin Fricke, Claudia )
• Vergleichende Studie zum Trade-off ‘Fekundität und Langlebigkeit’ zweier Taxa mit unabhängigem, eusozialen Urprung innerhalb der Antophila (Bienen), Hymenoptera. (Antragsteller Paxton, Robert )
• Warum und wie führt Sozialität zu einer Änderung des Fekunditäts-/Langlebigkeits-Trade-offs bei Termiten? (Antragstellerinnen / Antragsteller Korb, Judith ;  Pen, Ido )

• Sprecherin: Professorin Dr. Judith Korb