Unsere Abteilung verfolgt einen hochintegrativen Ansatz um die biologische Diversität als Ergebnis historischer, evolutionärer Prozesse zu verstehen. Die Verbindung von Entwicklungsbiologie, Ökologie und Populationsgenetik ermöglicht Einblicke in die Entstehung neuer Merkmale und zeigt gleichzeitig Prinizipien der Divergenz auf. Der freilebende Fadenwurm Pristionchus pacificus ist dafür ein idealer Modelorganismus, da er uns erlaubt, unseren interdisziplinären Ansatz mit Hilfe von Laborexperimenten (klassische und reverse Genetik, Genomanalyse, Transgenese) und Feldarbeit (Ökologie und Populationsgenetik) effektiv zum Studium evolutionärer Prozesse zu verbinden. Unser gegenwärtiger Fokus gilt der phänotypischen Plastizität als Ausgangspunkt von Diversifizierung und Artbildung sowie der Evolution von Neuheiten.
Plastizität innerhalb der Entwicklung beschreibt die Möglichkeit, dass genotypisch identische Individuen, je nach Umweltbedingungen unterschiedliche körperliche Merkmale ausbilden können. Im Laufe der letzten zwei Jahrzehnte hat sich ein theoretisches Gerüst entwickelt, das die Plastizität als Schlüsselkonzept in der Evolutionsbiologie herausstellt. Insbesondere können Studien der Plastizität einzigartige Einblicke in i) die Entstehung von Neuheiten, ii) den Einfluss der Umwelt auf die Entwicklung und Evolution, und iii) in die Mechanismen der Kanalisierung als Folge von Plastizität gewähren. Allerdings ist die Wirkungsweise von Plastizität noch weitgehend unerforscht, da genetische und mechanistische Studien nur in wenigen Modelsystemen durchführbar sind. Wir haben P. pacificus als ein einzigartiges Modelsystem zur Erforschung von Plastizität etabliert. Unsere Arbeit zielt auf das mechanistische Verständnis der phänotypischen Plastizität und ihre konzeptuelle Integration in die Evolutionsbiologie.
Diese konzeptuelle Integration setzt i) mechanistische Studien in der Entwicklungsgenetik ii) der Chemie und iii) der Epigenetik voraus, sowie die Anwendung phylogenetischer Methoden, die auf iv) mikroevolutionäre und v) makroevolutionäre Vergleichen basieren. Zum Studium der Mikro-und Makroevolution haben wir mehr als 1000 P. pacificus Stämme und fast 50 Pristionchus Arten aus der ganzen Welt gesammelt. Diese bilden auch die Grundlage unserer Studien der natürlichen Variation (www.pristionchus.org). Unsere Forschungsstation auf La Réunion, eine Insel im Indischen Ozean, die die komplette genetische Diversität von P. pacificus auf der ganzen Welt beherbergt, dient dafür als Mikrokosmos zur Analyse von Ökologie und der phänotypischen Plastizität auf Populationsebene.
