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Ein internationales Team aus 137 Forschenden aus 64 Ländern, das im Rahmen des Bat1K-Konsortiums zusammenarbeitete, veröffentlichte eine wegweisende Studie in der Fachzeitschrift „Nature“. Diese bislang größte kombinierte Untersuchung von Fledermausgenomen und Fossilien kommt zu dem Ergebnis, dass Fledermäuse höchstwahrscheinlich vor etwa 65 Millionen Jahren in Europa entstanden sind, bevor sie sich weltweit ausbreiteten. Diese Ergebnisse widerlegen frühere Hypothesen, die von einem asiatischen, afrikanischen oder nordamerikanischen Ursprung der Fledermäuse ausgingen. Das Forschungsteam fand außerdem heraus, dass sich die Echoortung ebenso wie der Flug bereits zu Beginn der Fledermaus-Evolution entwickelte. Damit legt die Studie den Grundstein dafür, die genetischen Grundlagen der außergewöhnlichen Langlebigkeit und Krankheitsresistenz von Fledermäusen zu erforschen – mit potenzieller Relevanz für die menschliche Gesundheit.

Das Team erstellte die bislang größte Sammlung hochwertiger Fledermausgenome, die 103 Arten umfasst und alle 21 derzeit anerkannten Fledermausfamilien abdeckt. „Wir haben modernste DNA-Sequenzierungs- und Berechnungsmethoden kombiniert, um diese Genome zu erstellen, zu vergleichen und die darin enthaltenen Gene zu identifizieren“, sagt Michael Hiller, leitender Autor am Senckenberg-Forschungsinstitut in Frankfurt und Alumni am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG). Die Forscher kombinierten diese Daten mit 44 fossilen Fledermäusen aus aller Welt, um die Evolutionsgeschichte der weltweit einzigen fliegenden Säugetiere zu rekonstruieren.

Insgesamt wurden 103 Fledermausarten analysiert, darunter 42 neue Genom-Assemblierungen auf Chromosomenebene, die 41 verschiedene Arten repräsentieren. Die Sequenziereinrichtung am MPI-CBG und das DRESDEN-concept Genome Center sequenzierten und assemblierten 30 der 42 neuen Genome. MPI-CBG-Alumni Michael Hiller und Eugene Myers waren an der Studie beteiligt.

Es war beeindruckend, mit Feldbiologen, Kuratoren von Probenbeständen und Fachleuten für Fledermäuse in Kontakt zu treten und mehr über die spezifischen Lebensräume, Eigenschaften und Fähigkeiten von Fledermäusen zu erfahren. Unsere Aufgabe als Technologieexpertinnen und -experten bestand darin, modernste Sequenzierungstechnologien einzusetzen, um nahezu komplette Genome zu erstellen, mit denen diese faszinierende Analyse möglich wurde.
- Sylke Winkler, Leiterin der MPI-CBG-Sequenziereinrichtung

Für die Erstellung dieses Datensatzes waren Proben erforderlich, die über Jahrzehnte hinweg von Fledermäusen aus aller Welt gesammelt wurden, darunter auch Vertreter einiger der seltensten und ungewöhnlichsten Fledermausfamilien, die an den entlegensten Orten vorkommen.

Die Fossilienfunde liefern zudem wichtige Hinweise auf ein weiteres seit langem bestehendes Rätsel: Wann Fledermäuse erstmals die Echoortung entwickelten. Die Einordnung der fossilen Fledermaus Vielasia in den ältesten Zweig des Fledermaus-Stammbaums deutet darauf hin, dass die Echoortung bereits vor der Differenzierung der modernen Fledermäuse existierte. Die Erkenntnis legt nahe, dass zwei der charakteristischen Merkmale der Fledermausbiologie – die Echoortung und der aktive Flug – bereits kurz nach der Entstehung der Gruppe selbst etabliert waren. Dies erklärt teilweise den außergewöhnlichen evolutionären Erfolg der Fledermäuse in den folgenden 65 Millionen Jahren den außergewöhnlichen evolutionären Erfolg der Fledermäuse in den folgenden 65 Millionen Jahren miterklärt.

Diese Studie liefert Antworten auf viele seit langem offene Fragen. Das Team analysierte diese Genome und Fossilien mithilfe neuester Methoden und überarbeitete den Evolutionsbaum der Fledermäuse, sodass mehrere seit langem geführte Debatten über die Verwandtschaftsverhältnisse der wichtigsten Fledermausgruppen geklärt werden konnten.

„Fledermäuse überraschen uns immer wieder. Sie sind eines der größten Experimente der Evolution. Diese außergewöhnliche genomische Ressource, das Ergebnis jahrelanger internationaler Zusammenarbeit im Rahmen von Bat1K, ermöglicht es uns nun endlich, zu verstehen, wie sich ihre bemerkenswerte Biologie entwickelt hat“, sagt Sonja Vernes von der University of St Andrews, Mitbegründerin und leitende Direktorin von Bat1K sowie leitende Autorin der Studie.

Über Bat1K
Das Bat1K-Konsortium ist eine internationale Initiative, die sich zum Ziel gesetzt hat, Genom-Assemblies in Referenzqualität für alle lebenden Fledermausarten zu erstellen und zu analysieren. Diese Studie stellt die erste Phase des Projekts dar. Weitere Informationen finden Sie unter www.bat1k.com

Pressemeldung der University of St Andrews