Fakultät für Biologie - Evolutionsbiologie
 
 
Über die Fakultät | Personen | Kontakt 
  english
Universität Bielefeld > Fakultät für Biologie > Evolutionsbiologie
  

Phänotypische Plastizität

Phänotypische Plastizität ist die Möglichkeit eines Genotyps, in unterschiedlichen Lebensräumen unterschiedliche Phänotypen auszuprägen. Solche Plastizität ist deshalb bei der Erforschung adaptiver Evolution ein zentrales Konzept, da sie dem Organismus eine Möglichkeit bietet, sich optimal an jeweilige Bedingungen anzupassen. Dies ist besonders wichtig für Lebewesen, die in einer wechselhaften und in gewissem Maße unvorhersehbaren Umwelt leben und nicht die Möglichkeit besitzen, zu günstigeren Orten auszuweichen.

Phänotypische Plastizität betrifft im Prinzip alle Eigenschaften eines Phänotyps, wie etwa morphologische und physiologische Charakteristika aber auch Verhaltensweisen. Gut untersuchte Beispiele sind die von der Umwelt abhängige Geschlechtsdetermination in vielen Reptilien, durch Prädatoren ausgelöste morphologische Verteidigung in Kaulquappen und Wasserflöhen, und nahrungsabhängige Hornentwicklung bei Nashornkäfern. Die Untersuchung von Reaktionsnormen in Abhängigkeit von Umweltvariablen ist dabei ein hilfreiches und spannendes Werkzeug bei der Erforschung von ökologischen Anpassungen.

Allerdings unterscheiden sich Organismen stark im Ausmaß ihrer Plastizität. Manche Arten sind plastischer als andere, und sogar innerhalb von Arten gibt es genetische Variabilität in phänotypischer Plastizität. Letztere kann als Genotyp-Umwelt-Interaktion wahrgenommen werden. Plastizität ist also selbst eine evolvierbare Eigenschaft, was die Möglichkeit bietet zu erforschen, unter welchen Bedingungen es vorteilhaft wäre mal mehr und mal weniger plastisch zu sein.

Aktuelle Schwerpunkte

Wir untersuchen die Evolution von phänotypischer Plastizität an verschiedenen Merkmalen und in unterschiedlichsten Arten, jedoch mit dem Fokus auf Merkmalen, die mit Life history und sexueller Selektion zu tun haben. Aktuelle Projekte:

  • Effekt von Jahreszeiten und Nahrungsverfügbarkeit auf Wachstum, Größe, Metabolismus und Reproduktionsverhalten von Skorpionsfliegen
  • Phänotypische Plastizität von Spermieneigenschaften in Insekten, Vögeln und hermaphroditischen Plattwürmern
  • Auswirkung von larvaler Futterverfügbarkeit und Dichte auf das Paarungsverhalten und die Verhaltensplastizität von Wachsmotten
  • Verhaltensplastizität beim Fouragieren, Aggressivität und Kleptoparasitismus in Skorpionsfliegen

Obwohl Plastizität eine effektive Art der Anpassung an eine variable Umgebung ist, zeigen einige Tiere überraschend konsistentes Verhalten - und zwar in unterschiedlichen Situationen und über längere Zeitspannen. Dies schränkt das Ausmaß an möglicher Plastizität für ein Tier ein. Wir untersuchen am Beispiel der kleinen Wachsmotte wie und wann sich wiederholbares Verhalten (und somit eine Reduktion an Plastizität) entwickelt. Des Weiteren nutzen wir theoretische Modellierungen, um die Evolution von adaptiver phänotypischer Plastizität zu rekonstruieren.

Mitwirkende Forscher:

Phänotypische Plastizität in Plattwürmern:
Steven Ramm

Die Rolle von phänotypischer Plastizität im Klimawandel:
Tim Schmoll

Konditionsabhängigkeit und Plastizität bei Heuschrecken:
Pablo Valverde

Relevante Publikationen

Franzke, A. & Reinhold, K. (2013). Transgenerational effects of diet environment on life-history and acoustic signals of a grasshopper. Behavioral Ecology 24: 734-739.

Ramm, S.A., Vizoso, D.B., & Schärer, L. (2012). Occurrence, costs and heritability of delayed selfing in a free-living flatworm. Journal of Evolutionary Biology 25: 2559–2568.

Lemaitre, J.-F., Ramm, S.A., Hurst, J.L., & Stockley, P. (2011). Social cues of sperm competition influence accessory reproductive gland size in a promiscuous mammal. Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences 278: 1171–1176.