Vergleichende Studie zum Trade-off ‘Fekundität und Langlebigkeit’ zweier Taxa mit unabhängigem, eusozialen Urprung innerhalb der Antophila (Bienen), Hymenoptera.

• Antragsteller: Professor Dr. Robert Paxton
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 261675780

Der Trade-off zwischen Fekundität und Langlebigkeit (hohe Fekundität geht einher mit kürzerer Lebensdauer bzw. geringere Fekundität mit längerer Lebensspanne) ist ein fixer Parameter in der Life-History fast aller Vielzelller. Jedoch scheint dieser Tade-off bei (eu)sozialen Insekten-Arten wie Honigbienen, Blattschneiderameisen oder Pilzzüchtenden Termiten aufgehoben. Königinnen dieser eusozialen Arten zeigen eine hohe Reproduktionsrate und leben zugleich zwei bis zwanzig mal so lang wie ihre Arbeiter, die steril oder nur sehr gering fruchtbar sind. Mit > 20.000 Arten stellen Bienen eine ideale Gruppe dar, um eine solche Umkehrung / Aufhebung des Trade-offs zu untersuchen, der mit (komplexer) eusozialer Struktur assoziiert zu sein scheint: Bienen zeigen ein weites Spektrum an sozialem Verhalten, sowohl intra- als auch interspezifisch (solitär lebend, in einfachen bis hoch komplexen sozialen Strukturen oder mit fakultativ sozialer Lebensweise). In einem vergleichenden Ansatz analysieren wir die (differentielle) Expression von Genen (via Transkriptom-Daten) von solitären Bienen mit einfacher und mit hoch komplexer sozialer Lebensweise. Dabei untersuchen wir zwei phylogenetische Gruppen, die je von ancestral solitären Linien abstammen und in denen sich - unabhängig voneinander – Eusozialität entwickelt hat: Furchenbienen(Artige) (Halictinae) und Körbchchensammler (corbiculaten Bienen). Wir quantifizieren Unterschiede in der Genexpression zwischen jungen und alten weiblichen Individuen, je in Arbeiterinnen und Königinnen. Wir verwenden zeitgemäße bioinformatische Tools zur Identifikation von Genen, die für Fekundität und Lebensspanne verantwortlich bzw. in zugrunde liegenden Mechanismen involviert sind. Next-Generation-Sequencing (NSG) Daten werden ergänzt mit i) quantitativen PCR-Daten von ausgewählten Kanditadengenen, die Fekundität und/oder Langlebigkeit beeinflussen und ii) der Quantifizierung von endokrinen in Hämolymphe vorkommenden Markern. Fakultativ soziale Arten, die wir ebenfalls in unserer Auswahl der zu untersuchenden Arten mit abdecken, nehmen aufgrund ihrer alternierenden Lebensweisen von solitär und in einer sozialen Struktur lebend ggf. eine Sonderstellung ein, und können sich daher als besonders essentiell für unseren vergleichenden Ansatz erweisen.Unser Ziel ist, mechanistische Details, die der Fekundität / Langlebigkeit zugrunde liegen, zu identifizieren, zu verstehen und zu ergründen, wie und wo innerhalb des sozialen Spektrums, von solitär bis hoch-komplex eusozial, die Umkehrung / Aufhebung des Fekundiät/Langlebigkeit Trade-offs evolvierte und warum. Unsere Studie ergänzt in idealer Weise die anderen Projekte innerhalb der Forschergruppe FOR2281 (insbes. Focus C ‘Transitions’), die besagten Trade-off Fekundität / Langlebigkeit bzw. dessen Aufhebung oder Umformung bei Ameisen (Hymenoptera, Holometabola) und bei Termiten (“soziale Schaben”, Polyneoptera, Hemimetabola) untersucht.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2281: Sociality and the reversal of the fecundity-longevity trade-off
• Internationaler Bezug: Brasilien, Mexiko
• Kooperationspartner: Professor Dr. Klaus Hartfelder; Professor Dr. José Javier Quezada Euan