Forscher der Universität Münster entschlüsseln das Genom des Beutelwolfs

Normalerweise wäre eine Pressemitteilung wie die folgende Teil der sonntäglichen Rubrik „Neues aus Wissenschaft und Naturschutz“.
Da es sich aber um neue Erkenntnisse zum Beutelwolf handelt und dieser Blog (meist unpassend) den Namen dieses Tieres trägt, ist es mehr als legitim, diese Mitteilung mehr oder weniger zeitnah zu präsentieren.

Der  Beutelwolf im Zentrum der Genomrekonstruktion (Zeichnung: Jon Baldur  Hlidberg)

Der Beutelwolf im Zentrum der Genomrekonstruktion
(Zeichnung: Jon Baldur Hlidberg)

11.12.2017, Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Forscher der Universität Münster entschlüsseln das Genom des Beutelwolfs
In einem internationalen Konsortium um Professor Andrew Pask von der Universität Melbourne lüfteten nun Forscher der Universität Münster die Geheimnisse der Abstammung des ausgestorbenen Beutelwolfes.
Der vermutlich letzte starb 1936 in einem australischen Zoo in Tasmanien. Rund fünfzig Jahre später, 1982, wurde die Art offiziell für ausgestorben erklärt – Maßnahmen zu seinem Schutz kamen zu spät. Der Beutelwolf, wegen seiner dunklen Streifen auch Tasmanischer Tiger genannt, war das größte fleischfressende Beuteltier, das in modernen Zeiten auf dem australischen Kontinent gelebt hat. In einem internationalen Genom-Konsortium um Professor Andrew Pask von der Universität Melbourne lüfteten nun Forscher der Universität Münster die Geheimnisse der Abstammung des verschwundenen Vierbeiners.
Dr. Liliya Doronina und PD Dr. Jürgen Schmitz von der Medizinischen Fakultät der Universität Münster ist mit ihrer Arbeit ein großer Fortschritt in der Entschlüsselung der Abstammungsgeschichte gelungen: Trotz der generellen Schwierigkeit, aus den Fragmenten des Erbguts einer ausgestorbenen Art genügend brauchbare Information zu gewinnen, konnte das Konsortium ausreichend und zudem erstaunlich gut erhaltene DNA aus einem in Alkohol konservierten, 108 Jahre alten Beutelwolf-Jungtier isolieren und derart das gesamte Genom rekonstruieren.
Durch die oft beschriebene verblüffende äußere Ähnlichkeit mit dem australischen Dingo und generell den hundeartigen plazentalen Raubtieren ist der Beutelwolf das Paradebeispiel für konvergente Entwicklung. Eine solche basiert nicht auf Abstammung, sondern der unabhängigen Anpassung an die – in diesem Falle raubtierartige – Lebensweise.
Bisher hatte der Mangel an molekularbiologischen Daten die Entschlüsselung der evolutionären Vergangenheit dieses einzigartigen Spitzenräubers verhindert. Die Rekonstruktion des Genoms ermöglicht jetzt aber, die verlorene Phylogenese, also die Stammesgeschichte des Beutelwolfs, im Zeitraum von vor etwa 34 Millionen Jahren bis in die Gegenwart nachzuvollziehen. So gelingt die Einordnung des Beutelwolfs in den Stammbaum noch lebender Beuteltiere.
Mit den Ergebnissen eines speziellen Analyseverfahrens bestimmter springender DNA-Sequenzen wurde in Münster die genaue Abstammungslinie des Beutelwolfs rekonstruiert. Die Forscher der Medizinischen Fakultät kamen zu dem Ergebnis, dass Beutelwölfe eindeutig die Schwesterfamilie der anderen Raubbeutelartigen sind, wie dem Tasmanischen Teufel und dem Ameisenbeutler. Das Konsortium hat darüber hinaus gezeigt, das trotz der sichtbaren Ähnlichkeit von Beutelwolf und Dingo sich die „karnivoren“ Gene unerwartet unterschiedlich evolviert haben und die Ähnlichkeit vermutlich mehr an der durch die Lebensweise angepassten Regulation der Gene liegt.
Genomanalysen stehen im Mittelpunkt der Forschergruppe an der Medizinischen Fakultät der Universität Münster. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wird die Phylogenese der Tiere und daraus die historischen Veränderung der Gene von Tier zu Mensch rekonstruiert. Insbesondere die Veranlagung für genetische Krankheiten wird als paläogenetisches Vermächtnis verstanden. Mit seiner Herangehensweise hat das Team um Priv.-Doz. Jürgen Schmitz immer wieder aufsehenerregende Erkenntnisse gewonnen. So wies es 2010 nach, dass das Wappen- und Lieblingstier der Australier, das Känguru, kein „Ureinwohner“, sondern via Abstammung aus Südamerika „eingewandert“ ist. Dieser Fund brachte Schmitz und seine Arbeitsgruppe in fast alle Medien des Kontinents.
Originalpublikation:
Feigin et al. Genome of the Tasmanian Tiger Provides Insights into the Evolution and Demography of an Extinct Marsupial Carnivore. Nature Ecol. Evol. (doi: 10.1038/s41559-017-0417-y)
https://www.nature.com/articles/s41559-017-0417-y

Abstract
The Tasmanian tiger or thylacine (Thylacinus cynocephalus) was the largest carnivorous Australian marsupial to survive into the modern era. Despite last sharing a common ancestor with the eutherian canids ~160 million years ago, their phenotypic resemblance is considered the most striking example of convergent evolution in mammals. The last known thylacine died in captivity in 1936 and many aspects of the evolutionary history of this unique marsupial apex predator remain unknown. Here we have sequenced the genome of a preserved thylacine pouch young specimen to clarify the phylogenetic position of the thylacine within the carnivorous marsupials, reconstruct its historical demography and examine the genetic basis of its convergence with canids. Retroposon insertion patterns placed the thylacine as the basal lineage in Dasyuromorphia and suggest incomplete lineage sorting in early dasyuromorphs. Demographic analysis indicated a long-term decline in genetic diversity starting well before the arrival of humans in Australia. In spite of their extraordinary phenotypic convergence, comparative genomic analyses demonstrated that amino acid homoplasies between the thylacine and canids are largely consistent with neutral evolution. Furthermore, the genes and pathways targeted by positive selection differ markedly between these species. Together, these findings support models of adaptive convergence driven primarily by cis-regulatory evolution.

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