Eine der wichtigsten und ältesten Fragestellungen der Soziobiologie ist wie Königinnen und Arbeiterinnen sich aus dem gleichen Genom alternativ entwickeln können. Die Entwicklungswege die zu diesen Morphen führen bestehen aus einem komplexen Netzwerk aus variablen Eingangssignalen (zB. Nahrung, Genotyp), vermittelnden Hormonen (z.B. Juvenil Hormon, Ecdyson), vermittelnden Wegen (z.B. target of rapamycin, insulin/insulin-like signaling) und Zielgenen (z.B. Konservierte Entwicklungsgene) und deren Regulation (z.B. Transkriptionsfaktoren, Methylierung). Wie diese interagieren ist größtenteils unbekannt.Wir haben kürzlich vorgeschlagen dass konservierte Gene die assoziiert sind mit der Geschlechtsbestimmung, so zum Beispiel der Transkriptionsfaktor doublesex (dsx), eine zentrale Rolle gespielt haben bei der sich mehrfach wiederholten Evolution von Eusozialität und Kastenpolymorphismus (Klein et al. 2016). In diesem Forschungsvorhaben möchte ich diesen Gedanken vertiefen und die beiden identifizierten Transkriptionsfaktoren dsx und kr-h2 und ihre Rolle in der Kastendifferenzierung studieren. Beide sind bekannt dafür variable Signale über intermediäre Regulationsmechanismen in große Transkriptionsunterschiede zu übersetzen. Mit dem relativ neuen genomischen Modelsystem, der Ameise Cardiocondyla obscurior, möchte ich die proximaten Mechanismen untersuchen die der Evolution von Eusozialität zu Grunde liegt.Der initiale DFG Antrag (2011-2015) hat meine Habilitation finanziert und mir ermöglicht eine breite Forschung aufzustellen. Das Ganze ist als CORE (Cardiocondyla Obscurior REsearch) ausgewiesen und beinhaltet unter anderem evolutionäre Neuerung und rapid adaptation (Schrader et al., 2014; Schrempf et al., 2015), Symbiose (Klein et al., 2015), Alterung (Wyschetzki et al., 2015; Oettler and Schrempf, 2016; Wyschetzki et al., 2016), ein 3D Model des Arbeiterinnen Gehirns, die Entdeckung eines Selenoproteins in Akzessorischen Drüsen von Männchen und eine genetische Verhaltensstudie über das Fouragieren (Bressan et al., 2014; Fuessl et al., 2014; Oettler et al., 2015) und zu guter Letzt die Regulation und Evolution von Phänotypischer Plastizität (Schrader et al., 2015; Klein et al., 2016, Oettler et al. submitted (Manuskript im Anhang)). Dieser Antrag repräsentiert den logischen ersten Schritt diese Forschung voran zu bringen.
