Springende Gene sind DNA-Sequenzen, die sich innerhalb eines Genoms bewegen und vervielfältigen können. Lange Zeit wurden sie als eine Art „genomische Parasiten“ betrachtet, die sich im Erbgut ähnlich wie Viren vermehren und von denen der Organismus nicht profitiert, sondern die schlimmstenfalls sogar Krankheiten verursachen können. Mittlerweile werden sie jedoch zunehmend als Motoren evolutionärer Innovationen anerkannt. Die neue Studie von einem internationalen Forschungsteam um Dr. Lukas Schrader vom Institut für Evolution und Biodiversität der Universität Münster zeigt, dass Ameisenlinien, die besonders viele dieser springenden Gene tragen, heute am artenreichsten sind. Noch auffälliger ist, dass die Forscherinnen und Forscher in den Vorfahren der größten Ameisengruppen im frühen Paläogen (vor etwa 66 Millionen Jahren) unabhängige Aktivitätsschübe der springenden Gene identifizierten, kurz bevor sich diese Linien in die Tausenden heute lebenden Arten diversifizierten. „Der Einschlag des Asteroiden hatte dramatische Folgen für die Umwelt. Wir haben jetzt den genomischen Mechanismus in Ameisen gefunden, der diese Umwälzungen der Ökosysteme mit anschließenden Artbildungsprozessen verknüpft: springende Gene“, betont Lukas Schrader. Das passe zu Studien aus anderen Tiergruppen wie Primaten und Fledermäusen, in denen Aktivitätsschübe springender Gene in jüngeren Phasen verstärkter Artbildung nachgewiesen wurden.
Das Team der neuen Studie brachte die mobilen genetischen Elemente zudem mit der Expansion wichtiger Genfamilien in Verbindung, die an der chemischen Kommunikation beteiligt sind. Hier spielten insbesondere Geruchsrezeptoren eine Rolle, die für das soziale Leben der Ameisen unerlässlich sind – Ameisen navigieren, erkennen Nestgenossen und koordinieren Kolonien fast ausschließlich über den Geruch. Ihre Fähigkeit, chemische Signale zu erkennen und zu interpretieren, könnte durch die rastlose Aktivität ihrer eigenen Genome verstärkt worden sein.
Für die aktuelle Studie analysierte und verglich das Team Genome von 163 Ameisenarten aus zwölf der 16 heute lebenden Ameisen-Unterfamilien. Es rekonstruierte die evolutionäre Entwicklung und verfolgte die Aktivität springender Gene über die vergangenen 100 Millionen Jahre.
Universität Münster
Originalpublikation:
Lukas Schrader, Janina Rinke, Mohammed Errbii, Scott J. Teresi, Esther van den Bos, Zijun Xiong, Joel Vizueta, Jacobus J. Boomsma, Jürgen Gadau, Guojie Zhang (2026): Transposable Elements as Evolutionary Catalysts of Ant Macrodiversity. Science Advances, Vol 12, Issue 39; https://doi.org/10.1126/sciadv.aee0306
