Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie

Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie

Die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie erforschen die grundlegenden Gesetzmäßigkeiten der Evolution. Sie wollen verstehen, wie sich neue Eigenschaften durchsetzen können und wie Arten entstehen. Ein wichtiges Forschungsthema am Institut ist beispielsweise die Analyse von Genen, die Mäusen ermöglichen, sich an ihre Umwelt anzupassen. Außerdem wird untersucht, wie die Evolution Sexualität hervorbringen konnte und welcher evolutionäre Vorteil dadurch entsteht. Die Forscher kombinieren dafür Beobachtungen in der Natur mit Experimenten im Labor und im Freiland. Mithilfe von Erbgutanalysen erstellen sie zudem Stammbäume für verwandte Arten. Darüber hinaus helfen ihnen Computermodelle, theoretische Konzepte der Evolution zu erstellen und zu testen.

Kontakt

August-Thienemann-Str. 2
24306 Plön
Telefon: +49 4522 763-0
Fax: +49 4522 763-310

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):
IMPRS for Evolutionary Biology

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Verteidigung um fast jeden Preis
Der Aufwand, den Bakterien für die Abwehr von Fressfeinden betreiben, ist so hoch, dass sie kaum noch in Nachkommen investieren können mehr
Evolution im Labor
Experimente mit Bakterien zeigen, dass Gene miteinander fusionieren und so neue Proteine hervorbringen können mehr
Genetisch veränderte Organismen zur Schädlingsbekämpfung können Agrarprodukte verunreinigen mehr
Ein Hamletbarsch kann Vater und Mutter seiner Nachkommen sein – eine Eigenschaft, die Forschern hilft aufzuklären, warum Gene in einem Geschlecht oft stärker rekombiniert werden mehr
Erpresserische Strategien können erfolgreich sein – sie dürfen allerdings nicht zu plump angewendet werden mehr
Balancierte Selektion ist dafür verantwortlich, dass wir widerstandsfähig gegen Krankheitserreger sind, aber auch Risikogene für Krankheiten in unserem Erbgut behalten mehr
Strategien gegen die Kuckuck-Mafia
Wirtsvögel dulden nur dann fremde Eier im Nest, wenn sie Vergeltungsmaßnahmen fürchten müssen mehr
Anteil der Krebsstammzellen kann im Verlauf einer Krebsbehandlung zunehmen mehr
Rohmaterial für neue Gene
Genanalyse in Mäusen zeigt, dass neue Gene aus funktionslosen DNA-Abschnitten entstehen können mehr
Wähler wollen erpresserische Repräsentanten
Ein Klimaspiel und ein spieltheoretisches Modell zeigen, dass Probanden Repräsentanten mit erpresserischer Verhandlungsstrategie bevorzugen mehr
Parasiten sabotieren sich gegenseitig
Infizieren parasitäre Würmer in unterschiedlichen Entwicklungsstadien ein- und denselben Wirt, entstehen Interessenkonflikte zwischen den Parasiten mehr
Lebensgeschichte der Stammzellen
Ein Modell berechnet, wie sich die Anzahl der Stammzellen eines Menschen entwickelt mehr
Mathematisches Modell kann erstmals mehrere Einflussfaktoren vereinen und die tatsächliche Dynamik von Populationen besser abbilden mehr
Darmflora könnte Artbildung beeinflussen
Mischlingsmäuse besitzen andere Bakteriengemeinschaft im Darm als ihre reinerbigen Eltern mehr
Gene für die Artbildung

Gene für die Artbildung

9. Dezember 2014
Regionen im Erbgut machen Hybride unterschiedlicher Hausmaus-Unterarten teilweise unfruchtbar mehr
Schönheiten sind sie nicht – die Groppen von Arne Nolte, Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön bei Kiel. Trotzdem gibt es für ihn kaum ein faszinierenderes Objekt als diese unscheinbaren Fische, die erst in den 1990er-Jahren im Niederrhein aufgetaucht sind. Es sind nämlich Hybriden, also die gemeinsamen Nachkommen zweier Arten.
Die Diskussion über die Gefahren genetisch veränderter Organismen wird emotional und immer stärker abgehoben von den wissenschaftlichen Zusammenhängen geführt – vor allem wenn es um die Anwendung in der Landwirtschaft geht. Die radikale Ablehnung verbaut Perspektiven und führt zu Problemen, welche die Gegner eigentlich verhindern wollten. Nach Ansicht unseres Autors ist es daher an der Zeit, die Diskussion neu zu beginnen.
Forscher der Max-Planck-Institute für Evolutionsbiologie in Plön und für Meteorologie in Hamburg weisen einen Weg aus den festgefahrenen Klimakonferenzen.
Biodiversitätsforschung neu gedacht.
Biologisch-technische/-r Assistent/-in (BTA)
Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön 21. Dezember 2017

Zugvogelgenetik – wie finden Vögel ihren Weg?

2017 Liedvogel, Miriam
Evolutionsbiologie Genetik Verhaltensbiologie
Zugvögel fliegen auf ihrer Reise zielgenau über tausende von Kilometern, oft über Kontinente hinweg, in ein Überwinterungsgebiet, in dem sie noch nie zuvor gewesen sind. Und das ohne die Hilfe ihrer Eltern, dafür aber mit bewundernswerter Genauigkeit. Wie schaffen sie das? Züchtungsversuche haben gezeigt, dass die Zugrichtung und das Zeitprogramm des Vogelzugs eine genetische Grundlage haben. Der Vogel weiß also, wann er wie lange in welche Richtung fliegen muss, um rechtzeitig im Winter in wärmeren Gefilden zu landen. Wir möchten verstehen, welche Gene hierbei eine Rolle spielen. mehr

Wie man durch Modelle die Entstehung des Erbguts und die Bildung von Arten beschreiben kann

2016 Dutheil, Julien Y.
Entwicklungsbiologie Evolutionsbiologie Genetik
Ein Modell zu erstellen, in dem die Entwicklung des gesamten Genoms einer Population unter Berücksichtigung von Rekombinationen und Mutationen abgebildet wird, ist eine Herausforderung. Daher sind neuartige Modelle entwickelt worden, in denen Vereinfachungen der Koaleszenztheorie eingebaut sind. Sie lassen den Prozess der Artenbildung, auch der unsrigen Art vor etwa sechs Millionen Jahren, in neuem Licht erscheinen. Um die Modelle aber auf eine Vielzahl von Organismen anwenden zu können, müssen sie komplexe demografische Entwicklungen mit unterschiedlichen Genomregionen verbinden können. mehr

Phylogenien aus Genomsequenzen berechnen

2015 Haubold, Bernhard
Evolutionsbiologie Genetik

Die Berechnung von Stammbäumen (Phylogenien) ist eine der beliebtesten Anwendungen der Bioinformatik. Dazu werden evolutionäre Abstände zwischen Nukleotid- oder Aminosäuresequenzen geschätzt und daraus die Phylogenie rekonstruiert. Allerdings ist die Abstandsschätzung zwischen langen Sequenzen aufwändig. Daher wurde eine neue Methode zur ultra-schnellen Berechnung von Abständen zwischen Genomen entwickelt.

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Hybridisierung als Evolutionsmotor

2014 Nolte, Arne W.
Evolutionsbiologie Genetik
Hybride faszinieren Biologen schon lange Zeit. Die mögliche Rolle, die solche Mischlinge für evolutionäre Prozesse spielen, wird zunehmend als wichtig eingeschätzt. So wie Kreuzungen in der Tier- und Pflanzenzüchtung zur Zucht neuer Varianten dienen, können natürliche Hybride Neuheiten besitzen, die ihnen entscheidende Vorteile in evolutionären Prozessen geben. Durch die Kombination von Kreuzungsexperimenten und der Suche von neuen Merkmalen erforschen Wissenschaftler/innen am Institut, ob neue Merkmale in Hybriden eine Rolle für die Anpassung an neue Lebensräume spielen. mehr

Wann rasche Evolution eine Rolle spielt

2013 Becks, Lutz
Evolutionsbiologie
In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass Evolution innerhalb von wenigen Generationen stattfinden kann. Die Erkenntnis ist nicht nur für Evolutionsbiologen wichtig, sondern auch für Ökologen, da rasche Evolution auf ökologischen Zeitskalen stattfindet und die beiden Prozesse dadurch unmittelbar miteinander verwoben sind. Durch die Kombination von Laborversuchen, mathematischen Modellen und genomischen Analysen untersuchen Wissenschaftler am MPI für Evolutionsbiologie, welche Auswirkungen diese gemeinsamen Zeitskalen auf unser Verständnis von ökologischen und evolutionären Prozessen haben. mehr

Die Hefe Saccharomyces cerevisiae ist ein Modellorganismus für evolutionäre Experimente. Sie wächst schnell zu großen Populationen heran, hat einen interessanten Lebenszyklus mit sexuellen und asexuellen Stadien und ist ein sehr gut untersuchter Modellorganismus im Labor. Allerdings ist erstaunlich wenig über die natürlichen Lebensbedingungen der Hefe bekannt. Durch die Erforschung von S. paradoxus, eng verwandt mit S. cerevisiae, in seiner natürlichen Umgebung und unter Laborbedingungen, kann man mehr darüber erfahren, wie und warum einzelne Elemente des Lebenszyklus entstanden sind.

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Die Koevolution zwischen Wirt und Darmbakterien

2011 Baines, John F.
Evolutionsbiologie Medizin Mikrobiologie
Die biomedizinische Forschung im letzten Jahrzehnt  hat hervorgehoben, wie wichtig die Bakteriengemeinschaften in unserem Darm sind. Durch das schnell wachsende Feld der Metagenomik ist es möglich geworden, genetisches Material direkt aus seiner natürlichen Umgebung zu erforschen. Viele Blutgruppenantigene werden im Darm exprimiert und nehmen Einfluss auf die dort angesiedelten Bakterien. Die derzeitige Forschung der Evolutionsgenetiker am MPI in Plön konzentriert sich auf die mit einer Blutgruppe assoziierte Glykosyltransferase B4galnt2. mehr

Die Optimierung des Immunsystems durch natürliche und sexuelle Selektion

2010 Lenz, Tobias; Kalbe, Martin
Evolutionsbiologie
Eines der großen Rätsel der Evolutionsbiologie ist noch immer die weite Verbreitung von sexueller Fortpflanzung. Eine Schlüsselrolle bei der Entstehung und Erhaltung der sexuellen Fortpflanzung wird in der dynamischen Ko-Evolution von Parasiten und ihren Wirten vermutet. Mit Hilfe von Labor- und Freilandversuchen am dreistachligen Stichling können Schlüsse auf die Bedeutung von parasitenbedingter natürlicher und sexueller Selektion auf Reproduktionserfolg und somit auf die Darwin’sche Fitness gezogen werden und folglich die Evolution von sexueller Fortpflanzung besser verstanden werden. mehr

Die Suche nach den genetischen Grundlagen der evolutionären Anpassung

2009 Tautz, Diethard
Evolutionsbiologie Genetik
Systematische Analysen, die die molekularen Mechanismen evolutionärer Anpassungen aufdecken können, sind erst seit kurzem möglich. Wissenschaftler am MPI für Evolutionsbiologie fokussieren solche Analysen auf natürliche Populationen der Hausmaus (Mus musculus). Dabei wird das Genom nach Signaturen durchsucht, die auf neue Anpassungen hindeuten. Erste Ergebnisse zeigen, dass diese viel häufiger gefunden werden können als bisher vermutet. Es besteht damit die Hoffnung, dass Experimente möglich werden, in denen natürliche Evolution von Mauspopulationen in Echtzeit beobachtet werden kann. mehr

Der schnellste Pfad der Evolution

2008 Traulsen, Arne
Evolutionsbiologie Mathematik
Bei der Evolution einer Population sammeln sich nach und nach vorteilhafte Mutationen an. Dabei erhöht sich die Fitness der Population, bis sich alle vorteilhaften Mutationen durchgesetzt haben. Unter welchen Umständen läuft dieser Prozess am schnellsten ab? Mathematisch lässt sich zeigen, dass es für geringe Mutationsraten optimal ist, wenn die Fitness exponentiell ansteigt. Wenn die Mutationsraten sehr hoch sind, dann ist der Prozess schneller, wenn die Fitness nur im letzten Schritt stark ansteigt. mehr

Diversität und nachhaltige Nutzung amazonischer Überschwemmungswälder

2007 Schöngart, Jochen; Wittmann, Florian; Junk, Wolfgang J.
Ökologie
Amazonische Überschwemmungswälder sind aufgrund der leichten Zugänglichkeit, der nährstoffreichen Böden und reichhaltigen natürlichen Ressourcen im besonderen Maβe bedroht. Das Wissen über Diversität, Dynamik und Baumwachstum und deren Beziehung zu Umweltfaktoren ist Grundlage für die Entwicklung nachhaltiger Managementkonzepte, welche die vielfältigen Wirkungen der Wälder unter gleichzeitiger Versorgung der lokalen Bevölkerung mit natürlichen Ressourcen gewährleisten. mehr

Stabile Isotope: neue Möglichkeiten der Analyse von Nahrungsnetzen

2006 Harrod, Chris; Lampert, Winfried
Chemie Ökologie
Stabile Isotope, vor allem von Stickstoff und Kohlenstoff, sind ein neues Hilfsmittel, um die Struktur von Nahrungsnetzen in aquatischen Ökosystemen zu erforschen. Diese Isotope werden auf charakteristische Weise angereichert, wenn organisches Material von einer Nahrungskettenstufe zur anderen weitergegeben wird. Über die Isotopen-Zusammensetzung eines Organismus lässt sich auch die Herkunft der Ressourcen ermitteln. Wissenschaftler der Abteilung Ökophysiologie am Max-Planck-Institut für Limnologie konnten mit dieser Methode zeigen, wie Kohlenstoff aus Methan, im Seesediment gebildet, über Bakterien und Mückenlarven schließlich in Spinnen außerhalb des Gewässers ankommt. Außerdem gelang es nachzuweisen, dass Fische der gleichen Art, die sich morphologisch unterscheiden, auf verschiedene Lebensräume und Nahrungsressourcen in einem See spezialisiert sind. mehr
Während eine positive Rolle von Artendiversität auf Ökosystemleistungen gut belegt ist, ist die Funktion genetischer Vielfalt einzelner Arten experimentell weitgehend ungeklärt. Viele hochproduktive aquatische Pflanzengemeinschaften bestehen natürlicherweise aus wenigen oder nur einer Art. Um dieses Paradox zu klären, manipulierten Wissenschaftler des MPI für Limnologie in einem Freilandexperiment die genotypische Vielfalt des Großen Seegrases Zostera marina. Das Experiment fand im Jahr 2003 in der Ostsee statt. Während einer langen Hitzewelle erreichten die Wassertemperaturen über 25°C und führten zu erheblicher Hitzestress-Mortalität bei Flachwasseroganismen. Solche Bedingungen können als Modell für vorhergesagte Klimaänderungen (‚global change’) dienen. Nach der Hitzewelle erholten sich genetisch diverse Seegrasflächen schneller und wiesen am Ende der Wachstumssaison eine höhere Biomasse sowie höhere Häufigkeiten von seegrasbewohnenden Invertebraten auf als genetische Monokulturen. Die positiven Effekte genetischer Diversität waren dabei auf echte Diversitätseffekte (Komplementarität) und nicht auf die Dominanz einzelner besonders widerstandsfähiger Genotypen zurückzuführen. Diese Erkenntnisse unterstützen nachdrücklich, dass nicht nur Artenvielfalt, sondern auch genetische Vielfalt innerhalb von Arten geschützt werden sollte. Für genotypische Diversität konnte eine analoge Rolle zur Arten-Diversität nachgewiesen werden. Damit kann die Funktion genetischer Diversität in bestehende ökologische Theorien zur Funktion von Artenvielfalt eingebettet werden. mehr

Reputation zahlt sich aus und löst Kooperationsprobleme

2004 Milinski, Manfred
Evolutionsbiologie Sozialwissenschaften Verhaltensbiologie
Viele Probleme der menschlichen Gesellschaft, wie beispielsweise die Überfischung der Meere oder das globale Klimadilemma, sind Kooperationsprobleme. Wenn Personen, Gruppen oder Staaten frei sind, gemeinschaftlich genutzte Ressourcen im Übermaß zu nutzen, dann tun sie das in der Regel auch. So sind Gemeinschaftsgüter in Gefahr zusammenzubrechen; dies betrifft Krankenversicherungssysteme ebenso wie Fischpopulationen oder möglicherweise unser Klima. Dieses als "Tragedy of the Commons" [1] bekannte Problem wird von Sozial-, Politik- und Wirtschaftswissenschaftlern seit Jahrzehnten und von Evolutionsbiologen neuerdings intensiv untersucht. Doch außer der Möglichkeit, Nicht-Kooperationsbereite direkt zu bestrafen [2], hat man bisher noch keine kooperative Lösung der "Tragedy of the Commons" gefunden. Wissenschaftler der Abteilung "Evolutionsökologie" im Max-Planck-Institut in Plön zeigten nun, dass eine unerwartet effiziente Lösung des Problems erreicht werden kann, wenn die für andere soziale Situationen wichtige persönliche Reputation, der gute Ruf, auf dem Spiel steht: Gelingt diese Verknüpfung, bleibt die Gemeinschaftsressource nicht nur erhalten, sondern wirft sogar für alle Nutzer hohen Gewinn ab [3]. mehr
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