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31.3: Frequenzabhängige Selektion
INHALTSVERZEICHNIS

 

PROTOKOLLE

31.3: Frequenzabhängige Selektion

Wenn die Fitness eines Merkmals dadurch beeinflusst wird, spricht man von einer frequenzabhängigen Selektion. Dies kommt oft bei in ihrer Häufigkeit relativ verschiedenen Merkmalen innerhalb einer Population vor. Die frequenzabhängige Selektion kann zwischen Arten oder innerhalb einer einzelnen Art erfolgen. Diese Art der Selektion kann entweder positiv sein, wobei häufigere Phänotypen eine höhere Fitness haben, oder negativ, wobei seltenere Phänotypen eine höhere Fitness verleihen.

Positive frequenzabhängige Auswahl

Bei positiver frequenzabhängiger Selektion haben gängige Phänotypen einen Fitnessvorteil. Man findet dieses Szenario häufig bei Wechselwirkungen, bei denen es um Mimikry geht. In der neotropischen Region Mittelamerikas sind die Schmetterlingsarten Heliconius cydno und Heliconius sapho an einer Müllerschen Mimikry-Partnerschaft beteiligt. Beide Schmetterlinge sind schwarz und weiß, ein gemeinsames aposematisches Signal im Tierreich, das vor Toxizität, Gift, schlechtem Geschmack oder anderen Raubtier-Abschreckungsmitteln warnt.

Interessant ist, dass H. cydno mit einer eng verwandten Schwesterart, H. melpomene, hybridisieren und Nachkommen produzieren kann. H. melpomene ist vorwiegend schwarz und rot. Die resultierenden gemischten weiß-rot-schwarzen Hybrid-Nachkommen sind signifikant weniger fit. Zusätzlich zur Sterilität der weiblichen Hybriden erkennen Raubtiere die Farben nicht als abschreckende Warnung, und Schmetterlinge beider Elternarten erkennen die Hybriden nicht als potenzielle Partner. Daher wird der häufigste Phänotyp-schwarz-weiß-ausgewählt. Je häufiger jedoch die weiß-rot-schwarzen Hybriden werden, desto relativ passender wird der Phänotyp, da Raubtiere das Warnmuster eher durch eine vorherige Begegnung mit einem anderen Hybridindividuum kennen gelernt haben.

Negative frequenzabhängige Auswahl

Die negative frequenzabhängige Selektion ist eine Form der Selektion, bei der gegen gängige Phänotypen selektiert wird. Eine Art der negativen frequenzabhängigen Selektion tritt auf, wenn seltene Phänotypen einer Beutetierart eine höhere Fitness verleihen, weil die Räuber die Organismen nicht als Beute erkennen. Man nennt dies apostatische Selektion.

Ein klassisches Beispiel für die apostatische Selektion ist die Weinbergschnecke und eines ihrer Raubtiere, die Drossel. Die Weinbergschnecke weist eine polymorphe Muschelmusterung auf, während sich die Raubdrosseln bei der Suche nach Beute auf eine oder zwei gängige Formen der Muschelmusterung konzentrieren. Diese häufigen Phänotypen erfahren daher einen stärkeren negativen Selektionsdruck.

Ein weiteres Beispiel für eine negative frequenzabhängige Selektion findet sich in Systemen mit pflanzlicher Selbstinkompatibilität. Bei Angiospermen ist die homomorphe Selbstinkompatibilität entscheidend, um eine Selbstbefruchtung zu verhindern, die typischerweise genetische Mechanismen umfasst, die die Pollenkeimung oder das Schlauchwachstum verhindern, wenn Pollen und Stempel identische Allele exprimieren. Dies wird durch eine multiallelele genomische Region namens S-Lokus kontrolliert. Aus diesem Grund werden Pflanzen, die gemeinsame Formen des S-Lokus exprimieren, oft auf ein falsches Selbst stoßen-wo ein potentielles Reproduktionsereignis und damit der Genfluss aufgrund der Selbstinkompatibilitätsgene verhindert wird. Dies bedeutet, dass seltenere Formen des S-Lokus positiv selektiert werden, während gewöhnliche Formen dagegen ausgesondert werden.


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