Interview mit den Erstautor*innen Christian Feregrino und Magdalena Schindler

In unserer Interviewserie blicken wir hinter die Kulissen der Forschung.

Magdalena Schindler und Christian Feregrino sind die Erstautor*innen einer kürzlich in Nature Ecology & Evolution erschienenen Veröffentlichung. In unserem Interview tauchen sie mit uns in die faszinierende Welt der Fledermäuse und ihrer einzigartigen, evolutionären Anpassung ein. Wir sprachen mit ihnen darüber, welche Erkenntnisse sich durch die Erforschung von Fledermäusen über die Evolution gewinnen lassen, wie Teamarbeit zu Freundschaft führen kann und welches Potenzial in der Grundlagenforschung steckt.

Christian und Magdalena, Ihr habt vor Kurzem einen Artikel in Nature Ecology and Evolution veröffentlicht, in dem Ihr neue Erkenntnisse über die Evolution von Fledermausflügeln gewonnen haben. Könnt Ihr die Ergebnisse kurz zusammenfassen?

Magdalena: In unserer Studie haben wir die Entwicklung der Gliedmaßen von Fledermäusen und Mäusen auf zellulärer Ebene verglichen, um zu verstehen, wie Fledermäuse aus Händen Flügel entwickelt haben, insbesondere die Flughaut, welche die Finger verbindet. Überraschenderweise haben wir festgestellt, dass dieses Gewebe nicht aus einem neuartigen Zelltyp der Gliedmaßen entsteht. Vielmehr wird ein bestehendes Entwicklungsprogramm, das normalerweise im Unterarm beider Arten zum Einsatz kommt, umfunktioniert, um dessen Entwicklung voranzutreiben. Dieses Programm wird an einer neuen Stelle, der Fledermaushand, aktiviert, um die Flügelmembran (Chiropatagium), zu bilden. Unsere Ergebnisse zeigen somit, dass Evolution durch die Wiederverwendung bereits vorhandener Komponenten an anderer Stelle morphologische Innovationen vorantreiben kann.

Fledermäuse sind nicht gerade die gängigsten Modellorganismen. Was hat Euch an diesem Thema fasziniert und Euch zu der Forschung inspiriert?

Magdalena: Fledermäuse sind wirklich faszinierende Lebewesen – aufgrund ihrer außergewöhnlichen Langlebigkeit, ihres starken Immunsystems, ihres Stoffwechsels und der schieren Vielfalt ihrer Gruppe mit über 1.400 verschiedenen Arten. Darüber hinaus sind sie die einzigen Säugetiere, die die Luft erobern konnten, was einer der Gründe für ihren großen evolutionären Erfolg ist. Die molekularen Voraussetzungen für diese bemerkenswerte Anpassung zu verstehen, war für mich sowohl wissenschaftlich als auch persönlich äußerst faszinierend.

Christian: Tatsächlich sind Fledermäuse keine gewöhnlichen Modellorganismen und äußerst schwierig zu untersuchen. Ihre einzigartige Anpassung der Arme und Hände zu vollwertigen Flügeln bietet jedoch die Möglichkeit, die Entwicklung von Gliedmaßen im Allgemeinen zu verstehen. Darüber hinaus können wir so untersuchen, wie Evolution Neues schafft.

Ihr habt erwähnt, dass Fledermäuse die einzigen Säugetiere sind, die aus eigener Kraft fliegen können. Welche Lehren können wir von ihnen noch über die Evolution ziehen?

Magdalena: Ausgehend von einem einzigen gemeinsamen Vorfahren haben sie sich zu über 1.400 Arten mit bemerkenswerten Unterschieden in Größe, Ernährung und sensorischen Anpassungen wie Echoortung versus Sehvermögen diversifiziert. Dennoch haben sie alle eine wichtige Eigenschaft gemeinsam: Flügel. Dies zeigt, dass sich der motorisierte Flug nur einmal in ihrer Abstammungslinie entwickelt hat – und so vorteilhaft war, dass er ihre unglaubliche Diversifizierung ermöglichte. Überraschenderweise wurde der „Handflügel” nicht von Grund auf neu entwickelt. Stattdessen entstand er durch subtile Anpassungen bestehender Entwicklungsprogramme. Das ist eine wichtige Lektion für die Evolution: Große Innovationen erfordern nicht immer neue Komponenten – manchmal geht es nur darum, bestehende Werkzeuge auf neue Weise wiederzuverwenden.

Als gemeinsame Erstautor*innen habt Ihr vermutlich eng an diesem Projekt zusammengearbeitet. Könnt Ihr die Zusammenarbeit beschreiben? Wer hat was gemacht?

Christian: Dieses Projekt war eine echte Teamleistung. Magdalena leitete den experimentellen Teil, sammelte Proben, führte Laborarbeiten durch und generierte Daten. Meine Aufgabe war die Verarbeitung der Daten. Ich analysierte die Einzelzelldaten und führte den Großteil der statistischen Analysen durch. Zudem arbeiteten wir in einem großen, interdisziplinären Team von Wissenschaftlern aus der ganzen Welt zusammen. Es war das erste Mal, dass ich an einer Veröffentlichung mit mehr als 20 Autoren mitgearbeitet habe. Das war manchmal eine Herausforderung, aber auch eine wertvolle Lernerfahrung. Letztendlich war es eine Reise. Magdalena und ich wurden nicht nur ein großartiges Team, sondern auch sehr gute Freunde.

Was sind die wichtigsten Lektionen, die Ihr aus diesem Projekt gelernt haben, sowohl beruflich als auch persönlich?

Magdalena: Dieses Projekt fühlte sich wie ein Marathon an und ich habe dabei viel gelernt. Aus wissenschaftlicher Sicht war eine wichtige Erkenntnis, dass die Natur viel komplexer ist, als wir denken. Außerdem habe ich erfahren, wie wertvoll Zusammenarbeit ist. Durch tiefgründige Diskussionen, Fragen und gegenseitige Unterstützung entstehen Perspektiven und Lösungen, auf die man allein niemals kommen würde. Persönlich bin ich durch unsere Arbeit sehr gewachsen. Diese Achterbahnfahrt mit all ihren Höhen und Tiefen, ihrer Aufregung und Frustration hat mich widerstandsfähiger gemacht und mir gezeigt, wie wertvoll dieser Prozess ist. Letztendlich war es, wie Christian sagte, sowohl eine wissenschaftliche als auch eine persönliche Reise des Wachstums.

Was habt Ihr voneinander gelernt?

Christian: Magdalena hat mir viel über Organisation beigebracht. Sie war darin unglaublich gut. Sie wusste immer, an wen wir uns wenden mussten, wenn wir etwas benötigten. Außerdem löste sie Probleme schnell und brachte Menschen zusammen, um Dinge zu erledigen.

Magdalena: Da ich aus einem rein laborbasierten Umfeld komme, habe ich durch die Zusammenarbeit mit Christian als Bioinformatiker viel gelernt. Vor allem hat er mir eine völlig neue Denkweise vermittelt: Wie man komplexe Datensätze angeht, welche Fragen man stellen kann und welche Erkenntnisse sich tatsächlich aus den Daten gewinnen lassen. Dadurch hat sich mein wissenschaftlicher Horizont wirklich erweitert, wofür ich sehr dankbar bin.

Welches Potenzial seht ihr in dieser Forschung und welche Implikationen könnte sie haben?

Christian: Das Potenzial von Grundlagenforschung, wie wir sie hier betrieben haben, ist nicht immer eindeutig und es ist nicht immer leicht vorherzusagen, wie dieses Wissen in Zukunft genutzt werden kann. Wenn wir jedoch verstehen, wie verschiedene Arten auf unterschiedliche Weise dieselben anatomischen Strukturen entwickeln, erfahren wir bereits etwas darüber, wie Entwicklung im Allgemeinen funktioniert. Wenn wir zudem alle Möglichkeiten kennen, wie eine anatomische Struktur entstehen kann, werden wir in Zukunft besser verstehen können, was passiert, wenn diese Prozesse beim Menschen fehlschlagen.