DNA-Bestimmung

[Heiliger Hein]

Liebe Garnelenfreunde,

in letzter Zeit lese ich hier vermehrt über den Wunsch einer DNA-Analyse. Dies besonders bei der RedBee-Fraktion. Diese Analyse soll Aufschluss über die Herkunft der Tiere, über die Farbvariation etc. geben.

Ich will jetzt nicht rumunken aber ich möchte mich jetzt doch mal in diese Diskussion einmischen.

Man kann und darf die Vererbungslehre von Mensch und Garnelen nicht vereinheitlichen.

Beispiel:
- Der Mensch hat 46 Chromosomen und Inzucht rächt sich nach wenigen Generationen.
- Marmorkrebse haben über 90 Chromosomen und vermehren sich ohne Männchen (es gibt nur ein Geschlecht).
- Garnelen scheinen kein Problem mit Inzucht zu haben

Beim Menschen spielt nicht nur das Genom sondern auch das Epigenom eine entscheidende Rolle. Man lernt erst jetzt wie wichtig die übergeordnete Steuerung (die auch durch Ernährung und Umwelt verändert bzw. gesteuert werden kann) ist.
Beim Marmorkrebs hat man ebenfalls epigenetische Unterschiede im gleichen Wurf festgestellt (Farbe bzw. Zeichung und Größe). Unter Epigenetik versteht man das An- und Ausschalten verschiedener Gene zum Zeitpunkt X. Deshalb sieht z.B. eine Raupe anders als der resultierende Schmetterling aus. Das Genom ist aber identisch.

Was soll dieser Bericht eigentlich?

Ich möchte damit nur sagen, dass ich bezweifle ob eine DNA-Analyse Aufschluss über die Herkunft der RedBees gibt, da durch eventuelle Chromosomenmutationen ein ganz schönes Durcheinander im Genom herrschen kann. Desweiteren glaube ich fest daran, dass wir durch die Umgebung und Nahrung einen immensen Einfluss auf die Zucht haben können. Dies betrifft z.B. die Färbung des aktuellen Bestandes aber auch die Merkmale der kommenden Generationen.

Und abschließend möchte ich noch etwas ganz anderes anmerken. Vielleicht bin ich ja zu sensibel (jeder der mich kennt, wird jetzt lachen), aber ich habe das Gefühl, dass in einigen Diskussion sich etwas im "Ton" vergriffen wird und würde mich freuen, wenn man zukünftig wieder etwas freundlicher miteinander umgeht.

Natürlich freue ich mich über Diskussionen, solange sie vernünftig geführt werden.

Viele Grüße

Oli

 

[Angua]

Hi Oli!

Natürlich hast du Recht, was die Epigenome angeht. Aber es geht ja bei den Red Bees, soweit ich da durch blicke, hauptsächlich um die Frage, ob da 'nur' CRs oder auch andere Garnelen mit drin stecken - und sowas würde sich sehr wohl mit dieser Analyse feststellen lassen. Denn wenn es, wie von dir aufgeführt, am Epigenom liegt, dass die so toll gefärbt sind, hätten sie das gleiche Genom wie die CRs und nur Stammbaumtypische Ähnlichkeit im Genom, wie verwandte Arten. Wenn es aber eine Mischung mit wasauchimmer gab, liegt deren Genom irgendwo zwischen CR und wasauchimmer. Vielleicht liegt es auch nur an der DNA, die von der mütterlichen Eizelle weitergegeben wird, dass einige Tiere besonders schön rot oder übermäßig weiß sind. Aber auch das könnte ein Test zeigen!
Wenn es möglich ist, von Bakterien die Genome zu unterscheiden, die einen Generationswechsel von bis zu 20min haben, ist es meiner Ansicht nach bei schwer zu vermehrenden Garnelen erst recht kein Problem

Gruß
Sonja

 

[Heiliger Hein]

Hallo Sonja,

ich habe mich vielleicht etwas merkwürdig ausgedrückt. Sorry.
Ich glaube, dass das Epigenom eine wichtige Rolle spielt, aber der Grund, weshalb ich skeptisch bin, ob eine DNA-Analyse die Frage der Herkunft klären kann ist folgender:

Wenn es bei den Garnelen zu Chromosomenmutationen während der Embryogenese kommt, wird es wahrscheinlich schwer die DNA-Sequenz zu vergleichen.

Aber bei der ganzen Diskussion gibt es einfach zu viele wenn und aber. Man weiß einfach nicht genug. Ich habe diesen Thread aufgemacht, um auf die Probleme hinzuweisen. Die menschliche Vererbungslehre, bzw. die Vererbung bei Säugetieren kann nämlich eine ganz andere als bei den Garnelen sein. Dies wollte ich eigentlich im Kern aussagen.

Viele Grüße

Oli

 

[Angua]

Hi Oli,

vor allem eine ganz andere Vererbung als die ach so häufig zitierte von Mendel

Eine Kreuzung von 2 Unteraten des gleichen Stammes sollte sich dennoch deutlich von der Kreuzung innerhalb einer Unterart unterscheiden. Es gibt innerhalb der DNA unglaublich lange Strecken wo nur 'Kauderwelsch' steht, der bleibt innerartlich über x Generationen gleich, weil er weder Vor- noch Nachteile hat. Er dient quasi als Familienchronik - wenn da was neues rein gekreuzt/ -schrieben wird, findet man das leicht.

Gruß
Sonja

 

[Heiliger Hein]

Liebe Sonja,

vielleicht hast Du ja recht. Allerdings hat man gerade in den letzten Monaten (vielleicht auch 2 Jahren) feststellen müssen, dass der genetische "Schrott, Müll, Kauderwelsch" extrem wichtige Funktionen erfüllt. Ich bin mir da nicht sicher, inwieweit der bei Garnelen konserviert ist, oder ob er überhaupt bei Garnelen existiert. Diese sogenannten Introns sind nicht in allen Tieren vorhanden (jedenfalls nicht im menschlichen Ausmass). Also alles recht wage.

Viele Grüße

Oli

 

[Angua]

Allerdings hat man gerade in den letzten Monaten (vielleicht auch 2 Jahren) feststellen müssen, dass der genetische "Schrott, Müll, Kauderwelsch" extrem wichtige Funktionen erfüllt.

Lieber Oli,

na endlich mal jemand der mehr als Schulwissen hat
Mein Ex-Tutor hat sich damit beschäftigt, also mit dieser Intron-Extron Geschichte. Sein Team hat aus Fisch-DNA die Extrons, die beim Spleißen ja eh entfernt werden, raus geschnitten und sie dann schlüpfen lassen. Resultat: Kümmerwuchs und lethal an Tag 7, wenn ich mich richtig erinnere.
Für irgendwas sind die Exons also gut, vielleicht für die Genregulation, vielleicht steuern sie aber auch irgendwas, was bisher unentdeckt geblieben ist. Bis dahin gilt es aber als 'DNA Junk'.
Introns und Exons sind aber Merkmale der eukaryotischen DNA, und da gehören Garnelen auf jeden Fall auch zu. Einer der Forschungsorganismen in dem Gebiet ist die Drosophila, die zum gleichen Stamm (Arthropoden) wie Garnelen gehören. Ich gehe also zu 99% davon aus, dass Garnelen Introns und Exons haben, es sei denn die sind sekundär verloren gegangen.
Aber selbst wenn sie die nicht haben sollten, könnte eine DNA Analyse innerhalb der Caridina bzw. Atyidae zeigen, wie nahe sie wirklich verwandt sind. Wenn z.B. die Chromosomenanzahl abweichen würde kann man davon ausgehen, dass daraus keine neue fortpflanzungsfähige Art entstanden sein dürfte.
Oder, wie bereits erwähnt, wenn das Genom der Red Bee nicht identisch mit dem der CR ist, sondern irgendwo zwischen CR und wasauchimmer liegt, ist die Wurzel des Stammbaums bestimmbar.

Meiner Ansicht nach ist der einzige Grund, warum es noch nicht gemacht wurde der, dass es einen Haufen Geld kostet und nur eine Hand voll Leute interessiert. Das Vergleichen selbst ist nicht mal der ausschlaggebende Punkt (wir haben die DNA von Kommilitonen nebenbei in einer Vorlesung verglichen), sondern die Arbeit davor. Um irgendwas vergleichen zu können müssen erstmal aussagekräftige Loci gefunden werden usw. Mal ganz abgesehen davon, dass eine DNA Probe bei Garnelen wahrscheinlich immer den Tod des Tieres zur Folge hat, und wer lässt schon gerne seinen Grade SS Stamm nur so aus Neugierde sterben?

Da ich aber innerhalb meines Genetik Kurses nur mit den normalen Biologenhaustieren (Drosophila und Bakterien) spielen durfte, lasse ich mich gerne von jemandem belehren, der richtig damit forscht.

Gruß
Sonja

 

[cambarus]

Hallo Sonja, hallo Oli

so schön es auch ist, DNA-Analysen zu diskutieren, im aktuellen Fall haben wir zunächst einmal das Problem, die möglicherweise beteiligten Garnelenvarianten mit diesem Verfahren bestehenden Arten zuzuordnen. Kennt ihr beispielsweise bei Zwerggarnelen eine Artdefinition, die sich auf DNA-Vergleiche stützt? Es dürfte auch schwierig werden, eine Aussage zur Frage der Kreuzung zu treffen, wenn noch nicht einmal die Artzugehörigkeit der beteiligten Formen genau bekannt ist.
Sonja, dass Du mit dieser Methode sogar zwischen Unterarten unterscheiden kannst, interessiert mich. Für welche Tierart(en) gilt das denn? In der Systematik sind Unterarten ja nicht allgemein anerkannt und auch da gibt es wieder unterschiedliche Ansätze zur Definition derselben. Gibt es da neuere Erkenntnisse zu den Zwerggarnelen?

Ich hoffe, das Thema langweilt die anderen nicht zu sehr.

Gruß

Friedrich

 

[Angua]

Hallo Friedrich,

nein, neue Erkenntnisse kann ich nicht liefern. Ich vertrete nur die durchaus begründete Meinung, dass man im Genom (manchmal auch in Mitochondrien, die sich zufällig in weiblichen Eizellen verteilen) grundsätzlich alles finden kann. Die Frage ist nur, ob es sich lohnt, danach zu suchen. Alles was sich phänotypisch bemerkbar macht, hat seine Ursache in den Genen. Ein Gen kann aber auf mehrere Genorte (Loci) verteilt sein. Bei Drosophila ist es beispielsweise so, dass deren Augenfarbe mehrere Tönungen annehmen kann, bei jeder Stufe die sie heller wird, ist ein weiterer Genloci mutiert und unbrauchbar, weswegen bestimmte Aminosäuren nicht mehr codiert werden usw. Sowas lässt sich feststellen, es ist ein beliebtes Beispiel um Studenten Genetik zu erklären.
Bei Unterarten tritt sowas dann gehäuft auf. Der Begriff Unterart ist deshalb so schwammig, weil man irgendwann mal festgelegt hat, dass eine Art=eine Fortpflanzungsgemeinschaft = miteinader fruchtbare Nachkommen zeugen ist. Alle Arten, die sich nicht miteinander fortpflanzen weil sie an verschiedenen Orten leben oder verschiedene Paarungstänze aufführen oder sonstwie aneinander vorbei leben, aber theoretisch noch zusammen fortpflanzen könnten, werden deshalb als Unterart bezeichnet. Sowas passt einfach nicht ins einmal festgelegte Schema. Aber so lange es äußere Unterschiede gibt, gibt es auch 'innere'. (Da Red Bees und Co. nicht in der Natur vorkommen, stellt sich dann die Unterart-Frage überhaupt noch?).

Aber um nochmal auf die lohnenden DNA Analysen zurück zu kommen: Der normale Vorgang Arten zu finden und zu bestimmen geht über Beschreibungen. Das bedeutet ein (oder mehrere) Biologe sieht sich verschiedene Tiere an, zählt Füße, Antennen, Augen,..., Nieren, Kiemen, Tracheen,... vermisst und wiegt die Tiere, errechnet Durchschnittswerte und vergleicht sie dann mit bereits beschriebenen Arten. Dann werden Stammbäume erstellt, umgeschrieben, verglichen,...
Es kommt aber immer häufiger vor, dass Tieren (und Pflanzen) nach DNA Analysen (und anderen Analysen) ein neuer, vermutlich fester Platz im Stammbaum zugeordnet wird. Das steht aber noch ganz am Anfang. Und das letzte, aber wirklich das allerletzte was einen Biologen interessieren wird sind im Aquarium 'erschaffene' Hybriden Alles was kein Wildfang ist, ist das Problem der Züchter. Man stelle sich alleine den gigantischen Stammbaum vor, den Guppies hervorbringen würden (ähnliches Problem: Endler kreuzt sich mit Normalguppy, trotzdem eigene Art?).
Erstmal sind z.B. Reptilien dran, die sich nicht durch Gemeinsamkeiten, sondern durch gemeinsame abweichende Merkmale unterscheiden. Da kommt man bei Beschreibungen nicht weiter, da ist eine Analyse sinnvoll.

Trotzdem werden DNA Analysen auch für relativ banale Sachen eingesetzt, z.B. um Gengemüse von normalem Gemüse zu unterscheiden. Solange man weiß, wonach man suchen muß (z.B. Fäulnisgen bei Tomaten) und wo es sitzen müsste, ist es schnell nachweisbar.

Fazit: Eine DNA Analyse wäre machbar, interessiert aber wahrscheinlich keinen, der die Möglichkeit dazu hätte.

Gruß
Sonja

 

[cambarus]

Hallo Sonja,

Deine Erklärung des Begriffs Unterart vermag ich so nicht nachzuvollziehen, zumindest trifft das von Dir Beschriebene beispielsweise bei vielen Süßwasserfischen nicht zu, wo bei den beschränkten Raumverhältnissen im Aquarium sogar gattungsübergreifende Kreuzungen möglich sind. Da ist noch niemand auf die Idee gekommen, anschließend von Unterarten zu sprechen. Oft meint der Systematiker mit dem Begriff Unterart räumlich voneinander getrennte Fortpflanzungsgemeinschaften einer Art, wobei man sicher darüber diskutieren könnte, ob man da nicht besser von Lokalformen einer Art spricht und dafür vielleicht den Faktor Zeit noch mit ins Boot nimmt, besonders wenn es um Lebewesen mit schneller Generationenfolge geht, bei denen man selbst nach wenigen Jahren der Beobachtung erkennen kann, dass sie sich phänotypisch verändern. Und das hat dann in gewisser Weise schon etwas mit den Bienen- und Hummelgarnelen zu tun, die an den Red Bees beteiligt waren, besonders wo andere diese Kreuzung mit vielleicht anderem Ausgangsmaterial inzwischen nachvollzogen haben.

Mein Einwand zu DNA-Analyse - in diesem Zusammenhang - ist aber noch ein anderer: Ob jetzt "klassische Beschreibung", Kladistik, Eioberflächenanalyse oder was sonst noch immer, bevor man da die DNA untersucht, muss man erst einmal klar definierte Arten haben, mit denen man arbeiten kann. Und da sind wir leider momentan noch nicht ganz angelangt, was unser Ausgangsmaterial anbelangt. Wenn ich aber noch nicht einmal präzisieren kann, welche und wieviele Abweichungen (in Prozent oder wie auch immer) nötig sind, um über DNA-Vergleiche Arten zu bestätigen beziehungsweise zu definieren, dann kann wohl kaum präzise nachvollzogen werden, wer an einem möglichen Hybriden beteiligt war.
Ich würde mich ja schon freuen, wenn jemand die bekannten Formen von Hummel-, Bienen- und Tigergarnele für uns aufdröseln könnte.

Gruß

Friedrich

 

[Heiliger Hein]

Hallo Ihr Beiden,

ein netter Thread wird das ja hier.
Auch wenn ich von Genetik, mein Spezialgebiet ist die Epigenetik (u.a.), weniger Ahnung als ihr beide habe, so scheint mir Friedrichs Ausführungen doch logisch zu sein.
Was analytisch bei Säugetier-Genomen geht, wird bei Insekten und Wirbellosen, meiner Meinung nach, deutlich schwieriger.
Ich möchte noch einmal auf ein Experiment mit dem Marmorkrebs zurückkommen (hoffe ich langweile Euch nicht). Drei Geschwister vom selben Wurf wurden im gleichen Aquarium unter gleichen Bedingungen mit Futterüberschuss gehalten. Alle drei zeigten deutliche Größenunterschiede und ebenfalls Unterschiede im Epigenom. Zum Vergleich: Zweieiige Zwillinge können sich zwar größenmäßig unterscheiden. Im Epigenom sollten sie aber keine großen Unterschiede haben (solange sie unter vergleichbaren Bedingungen leben).
Meine semi-wissenschaftliche Erklärung lautet: Da laufen bei der Vererbung andere Prozesse als beim Menschen ab (OK, nicht sonderlich unwahrscheinlich, da es ja nur weibliche Marmorkrebse gibt). Aber sollten bei den Garnelen, was ich vermute, Chromosomenabberrationen (und andere Chromosomenmutationen) für die fehlenden Inzuchterscheinungen und Variabilitäten (Farbe, Zeichnung) verantwortlich sein, so ändert sich das Genom gewaltig (im Verhältnis zum Säugetier) nach nur wenigen Generationen. Mit einem einfachen "Vaterschaftstest" ist dann keine Verwandtschaft mehr feststellbar. Dafür bedürfte es dann einer vollständigen DNA-Sequenzierung. Dafür fehlt es aber am Geld und am Interesse.
Nur so ein Gedanke.

Viele Grüße

Oli

 

[wklotz]

Hallo Leute!

Es freut mich, dass hier wieder einmal eine interessante Diskussion zu starten scheint und hoffe, dass sie möglichst sachlich weitergeführt werden wird!

Wenn ich aber noch nicht einmal präzisieren kann, welche und wieviele Abweichungen (in Prozent oder wie auch immer) nötig sind, um über DNA-Vergleiche Arten zu bestätigen beziehungsweise zu definieren, dann kann wohl kaum präzise nachvollzogen werden, wer an einem möglichen Hybriden beteiligt war.

Gerade bei den Atyiden ist dieser Punkt recht gut geklärt. Und ein molekularer Stammbaum der Gattungen dieser Familie ist in mehreren Instituten in Arbeit. Einige Publikationen dazu dürften in nicht allzulanger Zeit veröffentlicht werden, bzw. sind bereits veröffenlticht worden. Leider beinhalten diese aber nicht die Arten, welche im Zuge der japanischen Hochzuchten disskutiert werden.
Auch molekulare Stammbäume auf Art- und Populationsniveu sind in Arbeit. Die Aufspaltung einzelner Arten, deren gemeinsame Entwicklung in der Vergangenheit und der genetische Austausch zwischen diesen, kann hier zum Tiel schon recht präzise nachvollzogen werden. Das scheint in der Gattung Caridina besser zu funktonieren wie bei manchen Insektengruppen.
Auch hier sind in den nächsten 1-2 Jahren interessante Veröffentlichungen zu erwarten. Allerdings ist mir keine Arbeitsgruppe bekannt, die aktuell an den südchinesischen Arten arbeitet aber vielleicht sorgen die Leute in Shanghai mal wieder für eine Überraschung.

Die Frage nach einer Kreuzung bei den Bee Varianten ist aber meiner Meinung nach mit den von den meisten Arbeitsgruppen bei der Gattung Caridina verwendeten Methodik wohl auch nicht zu klären. Hier wird nämlich mir einem Sequenzvergleich der mitochondrialen COI und 16s DNA gearbeitet, weil diese für Untersuchungen auf Artniveu besonders gute Auflösungen zeigen.
Diese mitochondrialen Gene werden aber anders als die DNA im Zellkern meist nur mütterlicherseits weitervererbt. Hier sind IMHO im gesamten Tierreich nur ganz wenige Ausnahmen publiziert worden.
Wenn die Genetiker aber nur auf die vom Weibchen vererbten Gene blicken, ist mit dieser Technik wohl aber auch eine Hybridisierung zweier Arten kaum nachzuweisen.

Es stellt sich aber unabhängig davon, ob man an an diese Verpaarung glaubt oder nicht (dass sich Hummel- und Bienengarnelen kreuzen können besteht lt. den Ausagen meherer Züchter ja nur wenig Zeifel) die Frage ob das wirklich von Relevanz ist.
Wo immer man Hochzucht betreibt, bei Hunde-, Pferde- oder Kaninchenrassen genau so wie etwa bei den Zierfischen (Guppys, Bettas) werden durch intensive Zuchtbemühungen Ergebnisse (Rassen, Klassen...) geschaffen, welche in traditionelle taxonomische Definitionen kaum mehr vernünftig eingeordnet werden können.
Ein Chihuahua z.B. wird sich auf natürlichem Weg kaum mehr mit einem Bernhardiner paaren können, hier bestehen also deutliche reproduktive Schranken und trotzdem werden beide zur selben Art gezählt.

Bei den Hochzuchtgarnelen wird man sicherlich irgend wann einmal ähnliche Verhältnisse haben wir bei den Kleintierzuchten. Überall in der Hochzucht wurden hier Zuchtziele definiert und klare Richtlinien für die Rasseneinteilung geschaffen. Auch Stammbäume spielen hier eine wesentliche Rolle. Man sollte also wohl besser darüber diskutieren wer und wie man solche Definitionen schaffen kann. Das ist aber dann eine Frage der Rassenzucht, nicht eine Frage der Taxonomie oder Systematik (und damit gottseidank nicht in meinem Interessensgebiet ;-) ).
Bei den Zwerggarnelen, welche aufgrund der hohen Generationsfolge und Variabilität natürlich wesentlich mehr zu Experimenten anregen wird eine Standardisierung natürlich schwieriger sein wie bei Klein- und Nutztierrassen. Die Diskussion zwischen Verfechtern einer strengen "Linienzucht" (mit möglichst reinen Stammbäumen wie etwa bei manchen Pferderassen) und experimentellen Züchtern für die nur die erzielte Farbform zählt, unabhängig mit welchen Ausgangstieren diese erzielt wurden, beschäftigt die "Garnelenszene" seit etlichen Monaten ja heftigst.
Ich würde mir sehr wünschen, dass diese Diskussionen in Zukunft weitergeführt werden, aber in einer Art und Weise, die erkennbar lässt, dass alle Beteiligten eine gemeinsame Freude an der Haltung und Zucht dieser schönen Tiere haben und dieses gemeinsame Interesse weit über den züchterischen Meinungsverschiedenheiten stehen.

So hoffe ich möglicht viele von euch morgen in Neckartenzlingen treffen zu können!

Bis dann
Werner