Der Einfluss von IGF-1 auf den Reprodutionszylus

Das Ziel nahezu aller Lebewesen ist es, Nachkommen in die Welt zu setzen. Um dieses zu erreichen, müssen sie sich unzähligen Herausforderungen in ihrer Umwelt stellen und optimale Anpassungsstrategien finden. Dadurch haben sich im Laufe der Evolution vielfältige Lebensweisen und Fortpflanzungsstrategien entwickelt, deren Bandbreite bisher am besten durch die "Life-History-Theroy" erklärt werden konnte. Jedoch, bleiben noch viele Fragen über zugrundeliegende Mechanismen der unterschiedlichen Lebensweisen offen. In den letzten Jahren wurde vermehrt an den physiologischen Grundlagen, insbesondere der hormonelle Steuerung dieser Strategien geforscht. Hormone sind wichtige Botenstoffe, die durch ihre vielfältigen Wirkungsweisen, Anpassungen von Morphologie, Physiologie und Verhalten ermöglichen und synchronisieren. Erst kürzlich rückte im Zuge dessen ein sehr ursprüngliches Peptidhormon in den Fokus der Wissenschaft. Das Insulin-ähnliche- Wachstumsfaktor 1 (IGF-1) spielt eine zentrale Rolle in Entwicklungs- und Alterungsprozessen, Wachstum und Fortpflanzung. Es scheint durch vielfältige Effekte auf den Organismus ein idealer Kandidat um Anpassungsmechanismen im Zuge der "Life history" zu erforschen. Auch wenn bereits viele Studien vorliegen, so entstammen diese vorwiegend der klinischen Forschung und wurden zumeist an gezüchteten Modellorganismen durchgeführt. Dadurch ist nur bedingt ein Verständnis um dessen Relevanz im alltäglichen Leben von Organismen in einer natürlichen Umwelt gegeben. Aus diesem Grund möchte ich eine Studie durchführen, die sich dem Einfluss von IGF-1 auf Fortpflanzungsstrategien einer Singvogelart, der Bartmeise (Panurus biarmicus), widmet. Die Studie wird in Zusammenarbeit mit Dr. dm Lendvai von der Universität Debrecen und Dr. Herbert Hoi vom Konrad Lorenz Institut für vergleichende Verhaltensforschung in Wien durchgeführt. Im Zentrum steht zunächst die Erfassung der natürlichen Fluktuation von IGF-1 Konzentrationen im Plasma von frei-lebenden Tieren während der Brutzeit. Zusätzlich werden verhaltensbiologische Parametern erhoben um dessen Einfluß auf den Bruterfolg, sowie auch das elterliche Verhalten zu testen. Basierend auf diesen Daten werde ich mittels Injektionen die IGF-1 Konzentrationen im Körper der Tiere experimentell erhöhen und einhergehende Veränderungen im Brutverhalten erforschen. Ein weiteres Experiment wird sich mit der Rolle von IGF-1 bei der Ausprägung von Gefiederornamenten beschäftigen. Diese können potentielle Langzeiteffekte von IGF-1 reflektieren, da Partnerwahl und auch Reproduktionserfolg stark von der Ausprägung bestimmter Gefiedercharakteristika beeinflußt wird. Die gewonnenen Erkenntnisse werden dazu beitragen die Mechanismen, rund um die Ausbildung unterschiedlicher Fortpflanzungsstrategien besser zu verstehen. Durch die unterschiedlichen Expertisen der beiden Forschungsgruppen werden wir aktuelle Methoden der Physiologie mit klassischen Mitteln der Verhaltensbiologie kombinieren. Die einzigartige Möglichkeit Experimente im Feld mit standardisierten Versuchen in Volieren zu ergänzen wird uns erlauben Erkenntnisse aus klinischen und vorklinischen Studien zu ergänzen.

Um Nachkommen in die Welt zu setzen müssen Lebewesen optimale Anpassungsstrategien finden um sich den Herausforderungen ihrer Umwelt stellen zu können. So haben sich im Laufe der Evolution unterschiedliche Lebensweisen und Fortpflanzungsstrategien entwickelt, deren Vielfalt bisher am besten durch die "Life-History-Theroy" erklärt wird. Die Mechanismen die zu der Entwicklung dieser Lebensweisen beigetragen haben, insbesondere die physiologischen Grundlagen wurden in den letzten Jahren vermehrt erforscht. Hormone sind dabei von besonderem Interesse, da sie wichtige Botenstoffe sind, die durch ihre vielfältigen Wirkungsweisen, Anpassungen von Morphologie, Physiologie und Verhalten an die Umwelt ermöglichen. Erst kürzlich rückte im Zuge dessen ein sehr ursprüngliches Peptidhormon in den Fokus der Wissenschaft: der Insulin-ähnliche-Wachstumsfaktor 1 (IGF-1). Die Wirkungsweise von IGF-1 ist gut erforscht, aber unser Wissen beschränkt sich auf Studien aus der klinischen und vorklinischen Forschung, sowie den Nutztierwissenschaften. IGF-1 wurde als einer der potentiellen Schlüsselfaktoren identifiziert, die bei der Ausprägung von "Life-Histories", das heißt Wachstum, Entwicklung, Alterungsprozessen und Fortpflanzung beteiligt sind. Es ist überraschend, dass diese Aspekte kaum an Wildtieren untersucht wurden und die damit verbundene Bedeutung für das alltägliche Leben von Organismen in ihrer natürlichen Umwelt. In Zusammenarbeit mit Dr. dm Lendvai (Universität Debrecen) und Dr. Herbert Hoi (Konrad Lorenz Institut für vergleichende Verhaltensforschung, Wien) untersuchte ich den Einfluss von IGF-1 auf die Fortpflanzungsstrategien der Bartmeise (Panurus biarmicus). Dabei nutze ich die einzigartige Möglichkeit Experimente an wildlebenden Tieren im Hortobgyi-Nationalpark mit standardisierten Versuchen in Außenvolieren ergänzen zu können. Im Zentrum stand zunächst die Erfassung der natürlichen Fluktuation von IGF-1 Konzentrationen im Plasma von freilebenden Tieren während der Brutzeit, sowie die dessen Einfluss auf den Bruterfolg zu untersuchen. Basierend auf diesen Daten erhöhte ich mittels einer neuen Injektionstechnik die IGF-1 Konzentrationen im Körper der Tiere und beobachtete einhergehende Veränderungen in Partnerwahl und Zeitpunkt des Balzverhaltens. Ein weiterer Aspekt meines Forschungsvorhabens widmete sich der Rolle von IGF-1 in der Mauser und der Ausprägung von Gefiederornamenten. Dabei beobachtet ich einen positiven Zusammenhang zwischen IGF-1 Werten und Gefiederwachstum- und -qualität. Da Partnerwahl und Reproduktionserfolg von Gefiedercharakteristika beeinflusst werden, spiegelt dies die langfristigen Effekte von IGF-1 auf die Fortpflanzungsstrategien der Bartmeisen wieder. Die gewonnenen Erkenntnisse tragen dazu bei, die Mechanismen rund um die Ausbildung unterschiedlicher Fortpflanzungsstrategien besser zu verstehen. Da IGF-1 ein phylogenetisch sehr ursprüngliches Hormon ist können diese neu gewonnen Informationen auch für andere Arten herangezogen werden.