Neue wissenschaftliche Entdeckungen! Ein Leitfaden zum „Giftkönig“ der Fledermausfliegen

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Keke (populärwissenschaftlicher Autor)

Hersteller: China Science Expo

In der Natur sind die komplexen Wechselwirkungen zwischen Organismen seit jeher Gegenstand unermüdlicher Forschung durch Wissenschaftler. Unter ihnen haben parasitäre Beziehungen aufgrund ihrer Einzigartigkeit und potenziellen ökologischen Auswirkungen viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Unter den zahlreichen parasitären Organismen gibt es ein besonderes Insekt – die Fledermausfliege. Sie ist nicht nur ein obligater Parasit der Fledermäuse, sondern kann auch eine wichtige Rolle bei der Übertragung von Krankheitserregern spielen.

Kürzlich führten Wissenschaftler des Zoologischen Instituts der Chinesischen Akademie der Wissenschaften eine eingehende Untersuchung an Fledermausfliegen durch und enthüllten dabei den adaptiven Evolutionsmechanismus dieses geheimnisvollen Lebewesens und seine mögliche Rolle bei der Verbreitung von Krankheitserregern. Damit öffneten sich für uns neue Möglichkeiten zum Verständnis der mikroskopischen Welt.

Die Einzigartigkeit der Fledermausfliegen: ein evolutionäres Wunder der Anpassung an das parasitäre Leben

Fledermausfliegen sind eine Insektenart, die speziell auf den Körpern von Fledermäusen parasitiert und deren Überleben vollständig von den Wirtsfledermäusen abhängt. Durch die langfristige Koevolution kam es zu erheblichen Anpassungsänderungen in der Morphologie und Physiologie der Fledermausfliegen. Durch vergleichende Genomanalysen entdeckten Forscher eine Reihe charakteristischer Gene, die mit der Anpassung der Fledermausfliegen an das parasitäre Leben in Zusammenhang stehen.

Veränderungen in diesen Genen offenbaren einige der wichtigsten Anpassungen, die Fledermausfliegen im Laufe ihrer Evolution durchlaufen haben. Zunächst verloren die Fledermausfliegen ihre Augen und Flügel, was den Verlust ihrer Fähigkeit zu fliegen widerspiegelte, da sie diese Organe für das Leben auf der Oberfläche eines Wirtes nicht mehr benötigten. Stattdessen haben Fledermausfliegen lange, stämmige Beine entwickelt, die es ihnen ermöglichen, besser durch das dichte Fell der Fledermäuse zu manövrieren.

Darüber hinaus stellte die Studie Veränderungen in Genen fest, die mit dem Sehen, Fliegen und zirkadianen Rhythmus bei Fledermausfliegen in Zusammenhang stehen . Diese Veränderungen lassen darauf schließen, dass Fledermausfliegen tiefgreifende Anpassungen vorgenommen haben, um sich an die Lebensweise der Fledermäuse anzupassen. Fledermäuse beispielsweise sind überwiegend nachtaktive Tiere und Fledermausfliegen können ihre innere Uhr entsprechend den Aktivitätszyklen ihrer Wirte anpassen. Diese Erkenntnisse enthüllen nicht nur die adaptiven Evolutionsmechanismen von Fledermausfliegen, sondern liefern auch wertvolle Hinweise für unser Verständnis der Evolutionsprozesse anderer Parasiten.

Seltsam aussehende Fledermausfliegen verstecken sich im Fledermaushaar

(Bildquelle: Wikipedia)

Fledermausfliegen: heimliche Virenüberträger

Neben der adaptiven Evolution zeigt diese Studie auch die wichtige Rolle, die Fledermausfliegen bei der Verbreitung von Krankheitserregern spielen könnten. Mithilfe der Sequenzierungstechnologie für kleine RNA (sRNA, ein allgemeiner Begriff für RNA-Moleküle mit einer Länge von weniger als 200 Nukleotiden) entdeckten Forscher in Fledermausfliegen eine Vielzahl bekannter und neu klassifizierter Viren, darunter Positivstrang-RNA-Viren, Negativstrang-RNA-Viren, Doppelstrang-RNA-Viren und DNA-Viren. Dieser Befund legt nahe, dass Fledermausfliegen nicht nur Träger eines einzigen Virus sind, sondern vielmehr ein „mobiles Reservoir“ mehrerer Viren darstellen.

Die Tatsache, dass Fledermausfliegen eine so große Bandbreite an Viren übertragen, gibt Wissenschaftlern Anlass zum Nachdenken. Warum können diese winzigen Insekten eine so große Vielfalt an Viren beherbergen?

Dies könnte eng mit der Lebensweise der Fledermausfliege zusammenhängen . Als obligate Parasiten von Fledermäusen pflegen Fledermausfliegen über lange Zeit engen Kontakt mit Fledermäusen, und Fledermäuse selbst sind die natürlichen Wirte vieler Viren. Diese enge Verwandtschaft bietet ideale Bedingungen für den Virenübertritt von Fledermäusen auf Fledermausfliegen.

Noch überraschender ist, dass die Studie ergab, dass Fledermausfliegen nicht nur das Blut von Fledermäusen, sondern auch das Blut anderer Säugetiere saugen können. Dieser Befund lässt darauf schließen, dass von Fledermäusen übertragene Viren durch Fledermausfliegen als „Vermittler“ auf andere Wirte übertragen werden können. Dieser potenzielle Übertragungsweg zwischen Arten eröffnet neue Perspektiven für unser Verständnis der Übertragungsmechanismen bestimmter Krankheiten und macht uns gleichzeitig darauf aufmerksam, dass wir der wichtigen Rolle dieser scheinbar unscheinbaren kleinen Organismen im Ökosystem der Krankheiten mehr Aufmerksamkeit schenken müssen.

Die Langohrfledermaus, ein häufiger Wirt der Fledermausfliegen, ist in Nordchina weit verbreitet.

(Bildquelle: Wikipedia)

RNA-Interferenz: Der molekulare Mechanismus des Spiels zwischen Fledermausfliegen und Viren

Die Forscher fanden heraus, dass Fledermausfliegen eine Vielzahl von Viren übertragen können, untersuchten aber auch, wie Fledermausfliegen mit diesen Viren koexistieren können. Sie fanden heraus, dass der RNA-Interferenzweg eine Schlüsselrolle bei der Vielfalt und Evolution von Viren in Fledermausfliegen spielt.

RNA-Interferenz ist ein wichtiger Mechanismus der Genregulation in Organismen und eine wichtige Verteidigungslinie gegen Virusinfektionen.

Studien haben ergeben, dass der RNA-Interferenzweg der Fledermausfliege die Virusreplikation und -evolution beeinflussen kann . Dies bedeutet, dass Fledermausfliegen die Invasion von Viren nicht passiv hinnehmen, sondern sich durch ihre eigenen Immunmechanismen in einem kontinuierlichen „Wettrüsten“ mit den Viren befinden. Einerseits hilft der RNA-Interferenzweg Fledermausfliegen dabei, die Anzahl der Viren in ihrem Körper zu kontrollieren und so eine übermäßige Virusvermehrung und den Tod des Wirtes zu verhindern. Andererseits übt dieser Mechanismus auch einen Selektionsdruck auf Viren aus, der sie dazu veranlasst, sich weiterzuentwickeln, um der Immunüberwachung des Wirtes zu entgehen.

Dieser komplexe Interaktionsmechanismus erklärt nicht nur, warum Fledermausfliegen mehrere Viren gleichzeitig in sich tragen können, ohne von den Viren getötet zu werden, sondern liefert auch neue Erkenntnisse für unser Verständnis der Evolution von Viren. Diese Entdeckung hat wichtige Auswirkungen auf die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen anderen Vektoren und Krankheitserregern und könnte neue Ideen für zukünftige Strategien zur Krankheitsvorbeugung und -bekämpfung liefern.

Neosom einer neuen Fledermausfliegenart [Neosom: bezeichnet die besondere Struktur, die bestimmte Parasiten im Wirtskörper bilden. Beispielsweise gräbt sich eine weibliche Fledermausfliege in die Haut ihres Wirtes und erfährt eine dramatische Veränderung ihres Körpers, bei der sich eine sackartige Struktur bildet, die als Neosom bezeichnet wird.

(Bildquelle: Referenz 2)

Neue Methoden eröffnen neue Horizonte: Aufbau einer Forschungsplattform für nicht-modellhafte Vektorarten

In dieser Studie erzielten die Forscher nicht nur wichtige wissenschaftliche Entdeckungen, sondern schufen auch eine Forschungsplattform für nicht-modellhafte Vektorarten (d. h. ungewöhnliche Vektorarten), die leistungsstarke Werkzeuge für die Untersuchung unkonventioneller Forschungsobjekte wie Fledermausfliegen bietet. Traditionell konzentrierte sich die Forschung zur Übertragung von Krankheitserregern auf häufige Überträger wie Mücken und Zecken, während spezielle Überträger wie Fledermausfliegen oft übersehen wurden.

Allerdings könnten diese scheinbar unbedeutenden Organismen eine Schlüsselrolle in der Übertragungskette bestimmter Krankheiten spielen. Neue Forschungsplattformen bieten uns die Möglichkeit, tiefere Einblicke in diese nicht-modellhaften Vektorarten zu gewinnen und so die ökologischen Netzwerke der Krankheitsübertragung besser zu verstehen.

Mithilfe dieser Plattform können Forscher beispielsweise den Prozess der Blutaufnahme und Virenverbreitung durch Fledermausfliegen unter Laborbedingungen simulieren und die Übertragungsdynamik des Virus zwischen verschiedenen Wirten beobachten. Diese Methode kann uns nicht nur helfen, die spezifische Rolle von Fledermausfliegen bei der Virusübertragung zu verstehen, sondern bietet auch eine wichtige Grundlage für die Vorhersage und Prävention potenzieller Krankheitsausbrüche.

Darüber hinaus dient die Einrichtung dieser Forschungsplattform auch als Modell für andere ähnliche Studien an Nicht-Modellorganismen. Es zeigt, wie fortschrittliche molekularbiologische Techniken auf Arten angewendet werden können, die traditionell schwer zu untersuchen waren, und eröffnet so neue Möglichkeiten für die ökologische und epidemiologische Forschung.

Abschluss

Diese Studie über Fledermausfliegen enthüllt nicht nur die evolutionären Geheimnisse dieses besonderen Insekts, sondern bietet auch eine neue Perspektive für unser Verständnis des komplexen Wirt-Parasit-Pathogen-Interaktionssystems. Es erinnert uns daran, dass in der Natur selbst die kleinsten Organismen eine wichtige Rolle in Ökosystemen und bei der Verbreitung von Krankheiten spielen können. Mit fortschreitender Forschung können wir potenzielle Krankheitsgefahren möglicherweise besser vorhersagen und verhindern sowie die menschliche Gesundheit schützen.

Quellen:

1. Guangping Huang et al. al., Adaptive Evolution von Merkmalen für Parasitismus und Pathogenübertragungspotenzial 2 bei Fledermausfliegen

2.Haoran Sun et. al., Ascodipteron sanmingensis sp. nov., eine neue Fledermausfliege (Hippoboscidae: Streblid-Klasse) aus Fujian, China