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Ein Gen, alle Farben: Warum Hühner so viele Farben haben

Schneeweiß, goldbraun oder tiefschwarz: Die Gefiederfarben von Haushühnern entstehen durch ein einziges Gen.
Schneeweiß, goldbraun oder tiefschwarz: Die Gefiederfarben von Haushühnern entstehen durch ein einziges Gen. © Colourbox
Von: Wissensland
Ein einziges Gen erzeugt die ganze Farbenvielfalt bei Haushühnern – von Schneeweiß bis Tiefschwarz. Forschende der Universität Leipzig haben gemeinsam mit Partnern aus Berlin und Schweden entschlüsselt, wie das möglich ist. Ihre Erkenntnisse geben Einblick in grundlegende Mechanismen der Evolution.

Goldbraun, schneeweiß, tiefschwarz oder gescheckt: Wer durch einen Hühnerhof läuft, staunt über die Vielfalt der Gefiederfarben. Doch warum sehen Hühner so unterschiedlich aus? Eine neue internationale Studie, an der die Universität Leipzig maßgeblich beteiligt war, liefert die Antwort: Ein einziges Gen spielt dabei eine entscheidende Rolle.

Im Mittelpunkt der Studie steht ein Molekül namens MC1R. Es wirkt in den Hautzellen wie ein Schalter, der die Bildung von Farbpigmenten steuert. Je nachdem, wie aktiv dieser Schalter arbeitet, entstehen mehr dunkle oder mehr helle Farbpigmente.

Das Gen, das die Bauanleitung für MC1R enthält, hat sich beim Haushuhn seit seiner Zähmung durch den Menschen vor Jahrtausenden stark verändert. Ausgangspunkt der Studie war eine Genomanalyse der Universität Uppsala in Schweden, bei der das Erbgut von mehr als 10.000 Hühnern untersucht wurde. Dabei fiel MC1R als besonders variabler Abschnitt im Erbgut auf.

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18 Varianten eines einzigen Gens

Die Forscherinnen Dr. Claudia Stäubert und Dr. Aenne-Dorothea Liebing vom Rudolf-Schönheimer-Institut für Biochemie der Universität Leipzig untersuchten die Wirkung der verschiedenen Genvarianten in lebenden Zellen im Labor. Dabei zeigte sich: Schon einzelne Abwandlungen im Gen können beeinflussen, wie stark der Farbschalter MC1R arbeitet. Treffen mehrere dieser Veränderungen zusammen, können sie sich gegenseitig verstärken oder abschwächen. So entstehen neue Farbmuster.

Insgesamt fanden die Forschenden 18 verschiedene Varianten dieses einen Gens. Durch ihre unterschiedlichen Kombinationen entsteht die große Vielfalt an Gefiederfarben bei Haushühnern. Eine vergleichbare Vielfalt ist bei Wildvögeln nicht bekannt. Das Team konnte damit zeigen, dass die vielen Farben der Haushühner im Wesentlichen auf unterschiedliche Varianten eines einzigen Gens zurückgehen.

Ergänzend untersuchte eine Forschungsgruppe der Charité in Berlin, wie sich diese Veränderungen auf den Aufbau des Moleküls MC1R auswirken. Die Zusammenarbeit beider Forschungsgruppen entstand im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1423, der an der Universität Leipzig angesiedelt ist.

Vom Hühnerstall in die Evolutionsforschung

Offenbar hat die Zucht durch den Menschen dazu beigetragen, dass sich beim Haushuhn besonders viele Varianten dieses Gens angesammelt haben. Das zeigt, wie schnell sich neue Merkmale entwickeln können, wenn Menschen Tiere über viele Generationen züchten. Die Forschenden liefern damit ein anschauliches Beispiel für ein Grundprinzip der Evolution.

Für die Praxis könnte das bedeuten, Farbmerkmale in der Tierzucht künftig besser vorherzusagen. Die Wissenschaftler planen außerdem zu untersuchen, ob ähnliche Muster auch bei anderen Wirbeltieren auftreten, um damit vielleicht noch mehr Farbrätsel der Natur zu lösen.


Originalpublikation:
C. Ma, A. Liebing, G. Kleinau, A. Kamprad, L. Calabrese, M. Szczepek, Z. Li, M. Larsson, P. Scheerer, C. Stäubert, & L. Andersson, Ultrarapid MC1R protein and associated plumage color evolution in the domestic chicken, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (24) e2605288123

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