Ontogenese von Heterothermie

Es gibt ein wachsendes Interesse daran, wie physiologische Flexibilität Organismen vor Risiken in ihrer Umwelt, wie Perioden des Futtermangels, schützen kann. Heterothermie (daily torpor und Winterschlaf) erlaubt es Tieren unter Bedingungen der knappen Futterverfügbarkeit Energie zu sparen. Obwohl Heterothermie bei adulten Säugetieren detailliert untersucht wurde, ist über Heterothermie bei juvenilen Tieren, die unter starkem Selektionsdruck stehen zu wachsen und Fettvorräte vor dem Winter anzulegen, sehr wenig bekannt. Das erste Ziel dieser Studie ist zu untersuchen, wie das Auftreten von Heterothermie als Reaktion auf variable Futterverfügbarkeit während der frühen Entwicklungsphase die Tendenz zur Nutzung von Torpor beim ausgewachsenen Tier beeinflusst. Wir wollen insbesondere die Hypothese prüfen, dass Tiere, die unter harschen Umweltbedingungen geboren werden, und daher Torpor intensiv nutzen, besser darauf vorbereitet sind, diese Strategie auch später im Leben anzuwenden. Zur Untersuchung der Nutzung von Torpor in verschiedenen Entwicklungsstadien haben wir eine Tierart gewählt, die Heterothermie zeigt, den Gartenschläfer (Eliomys quercinus). Dieses Modell, das sowohl daily torpor als auch Winterschlaf benützt, erlaubt es uns, die Flexibilität der Nutzung von Torpor in verschiedenen Entwicklungsstadien zu untersuchen. Eine andere verbreitete Strategie zur Energieeinsparung -ergänzend zu Torpor- ist huddling (Aneinanderschmiegen, also soziale Thermoregulation). Nur wenige Arten nutzen beide Strategien, zu ihnen gehört der Gartenschläfer. Ein wesentlicher Vorteil von sozialer Thermoregulation ist, dass sie die Aufrechterhaltung einer hohen Körpertemperatur, wie sie für Wachstumsprozesse notwendig ist, erlaubt. Über die synergetischen physiologischen Mechanismen der Steuerung von Torpor und sozialer Thermoregulation ist bisher nur wenig bekannt. Das zweite Ziel dieser Studie ist es daher herauszufinden,wiedie Anwendungbeider Strategienes Individuenermöglicht Energieeinsparungen zu maximieren. Wir erhoffen uns daher unterschiedliche phänotypische Strategien aufdecken zu können, d.h. Unterschiede in der Nutzung von Torpor und huddling als Reaktion auf Variation in der Nahrungsverfügbarkeit in verschiedenen Stadien der Entwicklung. Darüber hinaus könnten sich diese Strategien in einer Population durch epigenetische Übertragung ausbreiten. Als drittes Ziel wollen wir daher die generationenübergreifende epigenetische Übertragung von Faktoren, die bei der Regulation von Torpor und sozialer Thermoregulation beteiligt sind, bestimmen. Ein derartiger Mechanismus würde erklären, wie energiesparende phänotypische Merkmale in Zeiten von Energieknappheit in die nächste Generation übertragen werden.