Schwebeflug von Kolibris vermutlich auf fehlendes Gen zurückzuführen

Der charakteristische Schwebeflug von Kolobris ist vermutlich auf ein fehlendes Gen zurückzuführen. Das Gen für das Muskelenzym Fructose-Bisphosphatase 2 ging bereits im gemeinsamen Vorfahren aller Kolibris vor rund 48 bis 30 Millionen Jahren verloren und damit in dem Zeitraum, in dem sich der typische Schwebeflug entwickelte und die vorrangige Ernährung von Blütennektar begann, wie das Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen am Donnerstagabend in Frankfurt am Main berichtete.

Für die im Fachjournal "Science" veröffentlichte Studie untersuchte ein internationales Forscherteam, welche evolutionären Anpassungen des Stoffwechsels die besonderen Flugkünste der Kolibris ermöglicht haben könnten. Während ihres typischen Schwebeflugs schlagen ihre Flügel in einer Sekunde bis zu 80 Mal. Keine Fortbewegungsart im Tierreich verbraucht mehr Energie – entsprechend läuft ihr Stoffwechsel auf Hochtouren und ist aktiver als bei jedem anderen Wirbeltier.

Ihren hohen Energiebedarf decken Kolibris mit dem Zucker aus Blütennektar. Diesen nehmen sie besonders schnell auf, sie besitzen hochaktive Enzyme und können Fruktose ebenso effizient verstoffwechseln wie Glukose.

Für ihre Studie sequenzierten die Wissenschaftler das Genom des Langschwanz-Schattenkolibris und verglichen dieses sowie die Genome weiterer Kolibriarten mit dem Erbgut von 45 anderen Vogelarten, darunter Hühner, Tauben und Adler. Dabei entdeckten sie das fehlende Gen.

"Wir konnten mit Hilfe von Experimenten in Muskelzellen zeigen, dass das gezielte Ausschalten des FBP2-Gens den Zuckerstoffwechsel steigert", erklärte Erstautorin Ekaterina Osipova. Parallel dazu steigen Anzahl und Aktivität der für die Energieproduktion wichtigen Mitochondrien. All dies wurde bereits in Flugmuskeln von Kolibris beobachtet.

Laut Studienleiter Michael Hiller war der Verlust dieses Gens in den Vorfahren der Kolibris vermutlich ein wichtiger Schritt für Anpassungen des Muskelstoffwechsels, der für den Schwebeflug erforderlich sei. Zudem gab es wahrscheinlich weitere Veränderungen bei Genen, die im Zuckerstoffwechsel eine wichtige Rolle spielen.

hex/cfm