In umfangreichen neuen Forschungsergebnissen, die diese Woche veröffentlicht wurden, haben Wissenschaftler auf der ganzen Welt damit begonnen, die genetischen Geheimnisse hinter einer der größten Erfolgsgeschichten der Natur zu lüften: Säugetiere. Sie haben die Genome von mehr als 200 Säugetierarten katalogisiert und verglichen, darunter Elefanten, Fledermäuse und Menschen. Ihre Ergebnisse sollen uns unter anderem dabei helfen, die Ursprünge bestimmter Säugetiermerkmale zu verstehen und herauszufinden, welche Arten in Zukunft am stärksten vom Aussterben bedroht sind.

Säugetiere sind nicht die langlebigste Gruppe von Tieren auf der Erde (diese Ehre könnte zustehen Meeresschwämme), noch sind wir die zahlreichsten (allein durch kombinierte Biomasse, Insekten herrschen Dort). Aber wir könnten einer der Tapfersten sein.

Es wird angenommen, dass die ersten säugetierähnlichen Tiere vor etwa 200 Millionen Jahren aufgetaucht sind, gerade als Dinosaurier und ihre Verwandten zu den weltweit dominierenden landbewohnenden Wirbeltieren wurden. Entgegen der landläufigen Meinung schienen frühe Säugetiere dies zu tun gedeihen und diversifizieren während dieser Ära. Aber es war das K-Pg-Aussterben vor 66 Millionen Jahren – wahrscheinlich das Ergebnis eines riesigen Asteroiden Aufprall – der Säugetiere wirklich an die Spitze katapultierte. Unsere überlebenden Vorfahren nutzten das zurückgelassene Machtvakuum und brachten eine Vielzahl von Kreaturen hervor, die fast jede Nische auf der ganzen Welt besetzt und oft erobert haben. Natürlich sind Menschen eine dieser vielen Arten, aber wir sind eigentlich ziemlich spät dran, denn die ersten menschenähnlichen Primaten sollen erst vor ein paar Millionen Jahren angekommen sein.

Es gibt noch so vieles, was wir über die Reise nicht verstehen, die die Säugetiere zurückgelegt haben, um dorthin zu gelangen, wo wir heute sind. Aus diesem Grund haben sich Wissenschaftler und Forschungsorganisationen zu einer massiven Zusammenarbeit entschlossen, die als die bekannt ist Zoonomia-Projekt. Der Name bezieht sich auf den Begriff, der von Erasmus Darwin, einem englischen Arzt, Philosophen und Philosophen aus dem 18. Jahrhundert, geprägt wurde Großvater von Charles Darwin, der den Grundstein für das Studium der Evolution legte. Das Projekt wird von Forschern des Broad Institute am MIT und Harvard geleitet, aber es hat die Hilfe von mehr als 150 Menschen in Anspruch genommen.

„Menschen sind sehr gut darin, Menschen zu studieren. Und wir wissen sehr viel über Menschen“, sagte Elinor Karlsson, eine der Projektleiterinnen und Direktorin der Vertebrate Genomics Group bei Broad, in einer Pressekonferenz die Ergebnisse. „Aber wenn man auf viele andere Arten stößt, wissen wir einfach überraschend wenig über sie und was sie können.“

Zoonomia wird als die weltweit größte Ressource für Säugetiergenome ihrer Art bezeichnet, mit insgesamt 240 gesammelten nichtmenschlichen Genomen. Einige davon wurden aus bestehenden Daten gewonnen, aber die Forscher sequenzierten die Genome von rund 130 Arten neu und aktualisierte die verfügbaren genomischen Daten für einige andere. In dieser Liste sind Tiere wie der afrikanische Savannenelefant, der gFledermaus mit Wirtsgesicht, die jaGuar, das brasilianische Meerschweinchen, der Jangtse-Delfin und der Haushund. Diese Tiere decken nur etwa 4 % aller Säugetierarten ab, sollten aber insgesamt etwa 80 % der Säugetierfamilien ausmachen; Sie umfassen auch über 50 gefährdete Arten.

Das Zoonomia-Team sammelte nicht nur diese Genome sondern sie auch miteinander verglichen, in der Hoffnung, wichtige Ähnlichkeiten und Unterschiede zu finden, die über den Lebensbaum der Säugetiere verstreut sind. Diese Woche hat die Gruppe die erste Welle von Artikeln veröffentlicht, die auf diesen Vergleichen basieren – insgesamt 11, die alle in der Zeitschrift veröffentlicht wurden Wissenschaft.

Das Studium deckt viele Bereiche ab. Ein Papier scheint zu zeigen, dass etwa 10 % des menschlichen Genoms bei vielen anderen Säugetierarten hoch konserviert sind, was bedeutet, dass sich diese Regionen im Laufe der Zeit kaum verändert haben. Diese Gene, die vor allem die embryonale Entwicklung und die Expression von RNA zu beeinflussen scheinen, sind wahrscheinlich sehr wichtig für Säugetiere insgesamt. Das gleiche Team fand auch Gene, die anscheinend teilweise Merkmale beeinflussen, die häufig bei Säugetieren zu finden sind, wie größere Gehirne und ein hervorragender Geruchssinn, sowie Merkmale, die nur bei einigen Säugetieren zu finden sind, wie der Winterschlaf.

Eine Studie könnte Forschern helfen, genetische Mutationen zu lokalisieren, die das Risiko von Krankheiten wie Krebs erhöhen könnten. Andere bietet mehr Unterstützung dafür, dass sich Säugetiere bereits vor dem Aussterben der Dinosaurier diversifizierten. Andere untersuchte die Genetik von Balto – dem berühmten Schlittenhund, der in den 1920er Jahren half, eine Stadt in Alaska vor einem Diphtherie-Ausbruch zu retten –, um Hinweise darauf zu finden, wie Hunde seiner Zeit in ihrer rauen Umgebung überleben konnten.

Ein Papier legt insbesondere nahe, dass wir diese Genome verwenden können, um vorherzusagen, welche Säugetiere am ehesten aussterben werden, basierend auf Faktoren wie ihrer erwarteten Populationsgröße vor Tausenden von Jahren. Diese genomischen Bewertungen sollten relativ kostengünstig durchzuführen sein und könnten dann dazu beitragen, Erhaltungsbemühungen zu informieren.

„Zehntausende Arten sind vom Aussterben bedroht. Die Identifizierung derjenigen, die am dringendsten Schutz benötigen, ist oft ein langer und kostspieliger Prozess, und Verzögerungen können die Überlebensaussichten von Arten am Rande des Aussterbens weiter untergraben “, Co-Hauptautor Aryn Wilder, Naturschutzgenetiker am San Diego Zoo Wildlife Alliance, teilte Gizmodo in einer E-Mail mit. „Unsere Arbeit legt nahe, dass eine Genomsequenz, selbst wenn sie nur von einem Individuum stammt, Informationen zur Einschätzung des Aussterberisikos liefern kann, was besonders nützlich für die >20.000 Arten ist, die von der International Union for Conservation of Nature (IUCN) als ‚Datenmangel‘ eingestuft werden ).”

Die ersten Lehren aus dem Zoonomia-Projekt werden sich laut den Forschern in vielerlei Hinsicht sowohl für Menschen als auch für andere Säugetiere auszahlen. Und die schiere Menge an Daten, die das Team gesammelt hat, wird zweifellos noch viele Jahre von Wissenschaftlern genutzt werden. Es ist auch wahrscheinlich, dass andere ähnliche Genomprojekte erstellen werden, die andere breite Tiergruppen abdecken, unterstützt durch neuere Technologien, die genauere genetische Daten liefern können.

Es gibt jedoch einen großen Bereich der Enttäuschung für das Team.

„Da fehlt uns eine Spezies, die mich unendlich ärgern wird, nämlich der Waschbär“, sagte Karlsson. „Aus irgendeinem Grund konnten wir keine Waschbär-DNA-Probe bekommen. Und es war nur so, wie war das der, den wir vermissen?