Der Tasmanische Tiger oder Thylacine war eine der rätselhaftesten einheimischen Arten Australiens.
Es war das größte Beuteltier, das bis zur Ankunft der Europäer überlebte, trug aber seine Jungen in einem Beutel wie ein Känguru oder ein Koala.
Tragischerweise starb der letzte bekannte Thylacine 1936 in Hobart, nachdem ein Kopfgeld auf ihn ausgesetzt worden war und er jahrzehntelang von Farmern gejagt wurde.
Eindringliche Fotos und Filme der letzten bekannten Thylacine und eine Fülle von Museumsexemplaren zeigen ein unheimliches Tier mit Wolfskopf und Tigerstreifen.
Eine neue Studie unter der Leitung von Professor Andrew Pask und mir an der Universität von Melbourne, die in der Zeitschrift Genome Research veröffentlicht wurde, hat durch den Vergleich der vollständigen DNA-Sequenzen von Thylacine und Wolf einen ersten Schritt zur Beantwortung dieser Frage gemacht.
Und es bestätigt, dass die Ähnlichkeit zwischen den beiden nicht nur oberflächlich ist.
Der Thylacine und plazentale Caniden wie Wölfe, Hunde und Füchse sind vielleicht das auffälligste Beispiel für konvergente Evolution. Durch diesen Prozess können entfernt verwandte Tiere als Reaktion auf gemeinsame Umweltherausforderungen ähnliche Formen entwickeln.
Trotz eines letzten gemeinsamen Vorfahren vor mindestens 160 Millionen Jahren hatten diese Spitzenraubtiere – die an der Spitze der Nahrungskette stehen und nicht von anderen Tieren gejagt werden – fast identische Schädelformen mit ähnlichen biomechanischen Eigenschaften.
Die Ähnlichkeit war für frühe Naturforscher so offensichtlich, dass sie dem Tier den wissenschaftlichen Namen Thylacinus cynocephalus gaben, was in etwa mit „beutelartiger Hundekopf“ übersetzt werden kann.
Es gibt sogar Hinweise darauf, dass sie ähnliche ökologische Nischen besetzten, wobei die Ankunft des Dingos in Australien mit dem Aussterben des Thylacins auf dem Festland in Verbindung gebracht wird.
Im Jahr 2018 sequenzierte unser Team zum ersten Mal die DNA des Thylacins von einem Jungtier mit der Bezeichnung C5757 und stellte einen Entwurf der Genomsequenz zusammen.
Die Analyse der Gene ergab jedoch wenig Hinweise auf molekulare Ähnlichkeiten oder ähnlichen Druck durch natürliche Selektion. Dies stellte ein Rätsel dar, da proteinkodierende Gene wichtige biologische Funktionen haben.
Durch die Analyse der Evolutionsraten in den Genomen von 61 Wirbeltierarten haben unsere Forscher nun Hunderte von nicht kodierenden DNA-Elementen beim Thylacine und beim Wolf entdeckt.
Diese Elemente, die als „TWARs“ (thylacine-wolf accelerated regions) bezeichnet werden, zeigen bei beiden Arten Hinweise auf eine natürliche Selektion, liegen aber außerhalb der viel besser verstandenen proteinkodierenden Regionen des Genoms.
In der Vergangenheit galten diese nicht-kodierenden Regionen als „Junk-DNA“, aber heute weiß man, dass sie eine wichtige Rolle als Regulatoren von Genen während der Entwicklung spielen, wenn die meisten der Merkmale entstehen, die eine Spezies einzigartig machen.
TWARs waren besonders häufig in der Nähe von Genen zu finden, die an der Entwicklung von Knochen, Knorpel und Muskeln der Gesichtsregion beteiligt sind.
Das deutet darauf hin, dass die natürliche Auslese bei beiden Arten auf sehr ähnliche Weise wirkte, indem sie ihre gemeinsame Gesichtsstruktur durch Beeinflussung der gleichen zugrunde liegenden Entwicklungsprozesse aufbaute.
Diese Ergebnisse unterstützen eine Seite einer seit langem andauernden Debatte auf dem Gebiet der evolutionären Entwicklungsbiologie (bekannt als „Evo-Devo“), die die relative Bedeutung von proteinkodierenden Genen und nicht-kodierenden regulatorischen Elementen in der Evolution betrifft.
Paradoxerweise kann gerade die Tatsache, dass Gene so viel schwere Arbeit leisten, ihre Rolle bei der Anpassung tatsächlich einschränken.
Da ein Gen für die Entwicklung mehrerer Strukturen während der Entwicklung wichtig sein kann, kann eine Mutation Kollateralschäden im gesamten Körper verursachen.
Im Gegensatz dazu kontrollieren nicht-kodierende regulatorische Elemente die Aktivität eines Gens typischerweise nur in einer oder wenigen Körperregionen, wodurch sie toleranter gegenüber Mutationen sind als die Gene selbst.
Diese einzigartige molekulare Eigenschaft verleiht den regulatorischen Regionen eine größere evolutionäre „Flexibilität“ und erhöht die Chancen, eine vorteilhafte Mutation ohne negative Nebenwirkungen zu erlangen.
Die so genannte „Junk-DNA“ ist möglicherweise der Hauptfaktor für die Vielfalt bei Tieren und könnte der Schlüssel zum Verständnis der konvergenten Evolution zwischen dem Thylacine und dem Wolf sein.
Unerwartet fand unser Team im Verlauf dieser Arbeit auch heraus, dass der Thylacine und der Wolf Anzeichen für eine Konvergenz bei den regulatorischen Elementen der Gehirngene zeigten.
Dieser Befund war verblüffend, da die Gehirne von Beuteltieren und Säugetieren große strukturelle Unterschiede aufweisen.
Wenig wurde über das Jagd- oder Sozialverhalten der Thylacanen vor ihrem vorzeitigen Aussterben dokumentiert, aber diese Anzeichen für eine konvergente Evolution bieten die verlockende Möglichkeit, dass diese entfernten Cousins mehr als nur ihr Aussehen geteilt haben könnten.
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