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In Memoriam Hartmuth Wiedenroth († 03.06.2011)

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Thema: Fischadler – Dyfi - Montgomeryshire - WALES


Walisische Fischadler, DNA und Genetik - Teil I
geposted: Samstag 23. September 2017 von Emyr MWT



Von Gastschreiber und DOP Voluntär, Dr. Helen Ougham

Emyr, zweifellos die überzeugendste Person, die ich je kennengelernt habe, überzeugte mich, dass ich ein oder zwei Blogbeiträge schreiben sollte („oder drei oder vier“ wie er kürzlich unheilvoll verkündete) – ich bin als Volontär bei DOP, so viele von Ihnen werden mich mit meinem roten Oberteil getroffen haben, ich bin auch Genetiker im Hintergrund und natürlich bekam ich im Laufe der Jahre großes Interesse an Fischadler Genen. So hier ist der erste meiner zwei (oder mehr!?) Blogs.

Was ist Genetik überhaupt?
Einige Wörterbücher definieren es als das Studium von Genen, was stimmt, aber nicht unbedingt sehr hilfreich ist. Es ist nützlicher es als Studium der Vererbung zu betrachten, oder wie Individuen Eigenschaften von ihren Eltern erben. In unserem Fall könnte das bedeuten ob wir gerades oder welliges oder lockiges Haar haben, oder ob wir Brokkoli lieben oder ablehnen (Genetik bedeutet, dass es für manche Menschen unangenehm bitter schmeckt, es für andere aber köstlich ist). Es bestimmt auch, warum ein Mädchen sehr wie ihre Mutter aussieht und ihre Schwester ganz anders, obwohl sie beide dieselben Eltern haben. Mehr als das stellt es auch sicher, dass wir alle Menschen sind, während Monty und Glesnis Junge immer Fischadler und nicht Adler oder Kuckuck sind.

Merin, Celyn und Brenig 2015 – definitiv Fischadler


Bei Fischadlern und anderen Vögeln ist die Genetik auch für viele Verhaltensweisen die wir sehen verantwortlich. Ein gravierendes Beispiel ist die Migration.
Als die Jungen dieses Jahres, Aeron, Menai und Eitha im August zu ihrem Flug nach Afrika aufbrachen werden sie 6000 km über Land und Meer fliegen um an das Ziel zu kommen, dass sie nie vorher gesehen haben und ohne jegliche Hilfe ihrer Eltern. Woher wissen sie, wohin sie fliegen sollen? Es ist in ihren Genen kodiert als Richtlinien, die sie von Monty und Glesni geerbt haben. Genauso wird die Mehrzahl der flügge gewordenen Fischadlerjungen wahrscheinlich noch nie vor ihrer großen Reise gefischt haben (obwohl wir wissen, dass Eitha das zweimal gemacht hat), aber jetzt müssen sie sich selbst ernähren – ihre Gene werden ihnen sagen wie man einen Fisch entdecken und ihn mit ihren wunderbaren Krallen festhalten kann.

Eitha mit ihrem Fang, aber die meisten jungen Fischadler fangen ihren ersten Fisch auf der Migration


Wie funktioniert die Genetik?
Die kurze Antwort ist "DNA". Erst in den 1940-iger Jahren bewiesen Forscher, dass DNA (kurz für DeoxyriboNucleic Acid) die Substanz ist, die die genetische Information in den Genen fast aller Lebewesen auf diesem Planeten, einschließlich Pflanzen, Pilzen und Tieren trägt. Du und ich, Monty und Glesni haben alle eine DNA, und das in fast allen Zellen unseres Körpers.

DNA verwendet eine Art Code – in der Tat als genetischer Code bekannt – um die Information zu tragen. Man kann sich das als Folge von Buchstaben vorstellen, von denen jede nur A, C, T oder G sein kann (die Buchstaben sind die Kurzformen der chemischen Verbindungen aus denen das DNA- Molekül besteht). Aber diese Buchstaben können in einer enormen Anzahl verschiedener Arten kombiniert werden und eine Sequenz, die beispielweise CTAGGCAGT lautet gibt sehr unterschiedliche Auskünfte zu TACCGTTAG.


Jedes Gen besteht aus mehreren Tausend dieser Buchstaben, oder DNA Basen, wie sie im Handel bekannt sind; doch es gibt auch eine Menge DNA, die nicht in Form von Genen ist. Insgesamt hat jede Zelle in unseren Körpern rund 3,000,000,000 – drei Billionen – dieser Basen. Die meisten Vögel haben ungefähr eine Billion DNA Basen in jeder Zelle, weniger als wir haben, da sie nicht so viele der „Nicht- Gene“ DNA haben.

Wenn Sie nach der DN in einer unserer Zellen, oder einer von Monty suchen würden, würden sie die meisten davon im Kern finden, eine Struktur innerhalb der Zelle, die von der eigenen Membran eingeschlossen ist. Die DNA, zusammen mit dem Protein liegt in Form von Chromosomen vor.
Ein Mensch hat normalerweise 46 Chromosomen – 23 jeweils von Mutter und Vater. Vögel haben mehr als das; eine typische Zahl ist 80, aber Fischadler haben 74. Das bedeutet, dass jedes Küken 37 Chromosomen von Glesni und 37 von Monty geerbt hat. Hier ist ein Bild wie Fischadler Chromosomen in einem bestimmten Stadium des Lebens der Zelle aussehen (die Leute, die die Arbeit geschrieben haben machten ein Bild, ordneten es dann so, dass die Chromosomen ordentlich paarweise angeordnet sind:


Aus dem Karyotyo des Fischadlers, Pandion haliaetus (Aves: Falconiformes) veröffentlicht 1987 von H. Ryttman, H. Tegelström, K. Fredga & J. Sondell, im Journal Genetica, Ausgabe 74 Seiten 143-147.

Warum sind wir daran interessiert die Genetik der Fischadler zu studieren?
In erster Linie und v.a. wollen wir wissen, wie verwandt die Walisischen Fischadler miteinander sind, und wie verwandt mit anderen Fischadlern in GB.
Nur einer der brütenden Altvögel in den vier Walisischen Nestern die wir kennen, ist beringt. Glesni, die in einem Nest nahe dem Rutland Gewässer in Leicestershire geschlüpft ist und beringt wurde, wie auch Blue 24 und wie es auch Montys erste Partnerin Nora war. Woher kommen die anderen Walisischen Brutvögel?

Das Männchen von Glaslyn, Aran, mit einem Hornhecht, ist er verwandt mit Monty?


Fortsetzung




Durch das Studium, ihrer DNA können wir in der Lage sein, diese Frage zu beantworten. Die Arbeit wird von Dr. Matt Hegartys Gruppe in der Aberystwyth Universität in Zusammenarbeit mit dem Team der Sheffield Universität unter Leitung von Dr. Deborah Dawson, einer Expertin für Vogelgenetik, die freundlicherweise Material („Primer“) zur Verfügung gestellt hat, dass Matt und seine Kollegen verwenden. Ich werde im nächsten Blog mehr zu diesen Primers und was mit ihnen und unserer Fischadler DNA gemacht wird, schreiben.

Unsere andere oberste Priorität ist es, das Geschlecht von jedem von unserer Küken zu überprüfen – wir wissen, dass das Gewicht eines jeden Kükens ein guter Hinweis darauf ist, ob es ein Weibchen (schwerer) oder eine Männchen (leichter) ist, aber manchmal ist es schwer zu sagen wenn das Gewicht irgendwie in der Mitte liegt, wie es bei Merin 2015 war. Die DNA wird uns Sicherheit geben. Auch hier werde ich mehr im nächsten Blog schreiben.

Merin wurde 2015 gewogen. Sie ist ein Weibchen, obwohl sie fast 10% leichter war als ihre (2 Tage) jüngere Schwester, Celyn.


Längerfristig gibt es jedoch so viel mehr, die uns die Genetik und DNA beantworten können.
Warum sind die Füße der Fischadler unterschiedlich zu denen der meisten Greifvögel? Wie gelingt es ihnen ganze Fische, Schuppen, Knochen, Flossen und alles zu verdauen (abgesehen von dem Operculum das die Kiemen bedeckt)? Welche Gene sagen unseren Fischadlern, dass sie nach Afrika fliegen sollen, während andere Fischadler nur bis Südspanien fliegen? Dies sind keine Fragen, die in naher Zukunft beantwortet werden können, aber je mehr wir über die Genetik der Fischadler wissen umso größer ist unsere Chance. Wer weiß, vielleicht finden wir sogar heraus, warum Montys Augen dunkel-Bernsteinfarben sind anstatt gelb.

Monty (links) und Nora 2011


Wie bekommt man eine Probe von Fischadler DANN?
Einer der besten Wege ist genau dieselbe Methode, die beim Menschen angewandt wird – ein Wangenabstrich.
Dies ist eine Technik, die beim Vaterschaftstest angewendet werden kann, bei der die DNA eines potentiellen Vaters mit der des Babys verglichen werden kann, bei dem die Vaterschaft im Zweifel ist; oder bei strafrechtlichen Ermittlungen, wenn die Polizei herausfinden muss, wer am Tatort Beweise in Form von Blut, Speichel oder anderem Körpermaterial hinterlassen hat.
„Bukkal“ bedeutet „es hat etwas mit der Wange zu tun“, besonders der Innenseite und das ist eine Stelle wo es leicht ist, Körperzellen zu sammeln, zusammen mit Speichel, da die Innenseite unserer Wangen ständig Zellen abwerfen und durch neue ersetzen. Dasselbe gilt für Fischadler (und andere Vögel und Tiere). So wenn man also sanft mit einem Tupfer abwischt, der ein weiches Schaumende hat, können einige der Zellen unserer Fischadlerküken gesammelt werden ohne die Vögel zu verletzen:


In GB, wie auch in vielen Ländern darf das nur unter Lizenz und von jemandem mit der richtigen Qualifikation und Erfahrung gemacht werden. Ich bin immer wieder beeindruckt von dem Mut eines jeden, der bereit ist, an diese furchteinflößenden Schnäbel zu gehen um die Wangenzellen zu sammeln, doch das ist genau wo die Akinese Antwort so hilfreich ist. Monty und Glesnis Alarmrufe werden den Küken gesagt haben sich tot zu stellen und sie liegen flach und (ziemlich) still, während sie gewogen werden, gemessen und ihnen ihre Darvic- und Metallringe angelegt werden. Den Wangenabstrich in diesem Moment zu nehmen macht es sowohl für die jungen Fischadler, als auch für die Person, die die Proben entnimmt, sicher.

Was passiert als nächstes?
Der Tupfer wird in ein Plastikröhrchen gegeben, das eine Konservierungsflüssigkeit enthält und dann wird es kühl gelagert, bis es gebraucht wird. DNA ist eigentlich ziemlich widerstandsfähig – das ist der Grund warum es forensischen Wissenschaftlern gelingt an alten Fällen zu arbeiten um sie aus alten Blutproben zu bekommen und für Biologen manchmal um die DNA von ausgestorbenen Tieren zu studieren, indem sie die DNA aus Knochen erhalten. Das ist auch, warum die zerbrochene Schale eines der von Blue 24 2016 gelegten Eier genug DNA ergeben hat, um damit zu arbeiten, obwohl sie erst ein Jahr später gefunden wurde.

Kim rettet Blue 24's Eischale in diesem Sommer, 13 Monate nachdem das Ei gelegt wurde


Im Moment warten die Wangenproben von Aeron, Menai und Eitha (zusammen mit denen aus zwei der drei anderen Walisischen Nester) im Kühlschrank der Aberystwyth Universität bis Matt Hegarty und seine Kollegen sie analysieren können, wie sie es schon mit den 2016 Proben gemacht haben. Im nächsten Blog erzähle ich Ihnen, was sie machen werden und wie wir hoffen die Ergebnisse verwerten zu können.

Wird es uns eines Tages gelingen zu erfahren woher Monty stammt?



Viele Grüße von
Brit
http://www.worldofanimals.de




Walisische Fischadler, DNA und Gene - Teil II
geposted: Sonntag 29. Oktober 2017 von Emyr MWT

In meinem vorigen Blog erklärte ich, wie man Wangenabstriche vom Inneren der Fischadlerküken Wangen zur Beringungszeit nimmt und sie in kleinen, verschlossenen Plastikröhrchen im Kühlschrank aufbewahrt bis die Wissenschaftler bereit sind sie zu bearbeiten. Was passiert als nächstes?

Aeron (und seine beiden Schwestern Menai und Eitha) haben im Sommer freundlicherweise einige ihrer DNA gespendet


Nun die Wangenabstriche werden eine Mischung von Fischadler Wangenzellen und Fischadler Speichel sein, wahrscheinlich mit Resten ihrer letzten Mahlzeit und anderen Sachen, die sie von Mama und Papa während der Fütterung bekommen haben – Gras? Ameisen? Wer weiß….? Was wir wirklich wollen ist die DNA daraus.

Der Abstrich wird mehr als nur Fischadler DNA enthalten!


Im Prinzip ist es nicht so schwierig DNA aus lebenden Zellen zu extrahieren. Wenn Sie das zum Spaß mit ihren Kindern oder Enkeln ausprobieren möchten, ist der einfachste Weg Früchte wie Kiwi, Bananen oder Erdbeeren zu benutzen, aber es funktioniert auch gut mit Blattgemüse, getrockneten Erbsen oder Bohnen und Fleisch wie Leber. Abgesehen von gewöhnlichen Küchenutensilien brauchen Sie nur noch Spülmittel, Salz und etwas Alkohol – entweder Methylalkohol oder Isopropylalkohol („Reibungs-Alkohol“) ist am leichtesten zu bekommen. Es gibt viele Webseiten die Ihnen sagen, wie man es machen kann; diese von der Universität von York ist gut, mit vielen Illustrationen.

Am Ende eines solchen Experiments werden Sie und die Kinder etwas weißes, faserig-aussehendes Material haben – und das ist die DNA von der Frucht oder dem Gemüse, das Sie verwendet haben.

Hier ist ein Foto von DNA von der Webseite der Universität von Utah von der Extraktion von Schälerbsen, eine weitere schöne Seite.


Forsetzung



Die Methode, die für Obst, Schälerbsen, Leber usw. funktioniert, funktioniert auch für Fischadlerzellen …. aber hier gibt es einen Haken. Jeder Wattetupfer hat nur eine kleine Probe von Fischadler Wangenzellen. Wie reduzieren wir den Extraktionsprozeß um DNA aus unserem Abstrich zu holen?

Die Antwort darauf ist, Kits zu verwenden, die speziell für den Umgang von kleinen Proben entwickelt wurden. Heutzutage gibt es einige Firmen, die das produzieren. Eine der bekanntesten ist Qiagen (ich war nie ganz sicher, wie man das richtig ausspricht).

Sie stellen eine Reihe von Kits her, die entwickelt wurden, um die besten Resultate mit verschiedenen Proben zu erzielen – Blut, Pflanzenmaterial, Bakterien usw. Sie stellen sogar ein Kit her um DNA aus Kot (oder „DNA Stuhl Mini Kit“ wie sie es höflicher ausdrücken). Chris Packham von Springwatch würde das wahrscheinlich lieben!


Die Kits von dieser Firma werden in den Labors von Aberystwyth verwendet. Jedes Kit bietet Ihnen einen Satz mit kleinen Fläschchen mit Lösungen und einige spezielle Kunststoffröhrchen in denen die DNA aus den Zellen extrahiert und gereinigt werden kann – hier ist ein Beispiel vom Inhalt der Kits

A QIAamp DNA Mini Kit


In einigen Wochen ist es an der Zeit, dass ich, zum ersten Mal nach einigen Jahren, wieder selbst ins Labor gehe, um einige Fischadler DNA Extraktionen vorzunehmen und ich bin ziemlich aufgeregt! Zum Glück werde ich von Ilze betreut, einer talentierten Wissenschaftlerin, die mit Matt Hegarty an einem Rotmilan Projekt gearbeitet hat und über eine Menge neuerer Erfahrungen verfügt, wie man DNA aus verschiedenen Probenarten gewinnt. Vielen Dank an Matt und Ilze, dass sie mich an der Arbeit teilnehmen lassen.

Ilze Skujina – man kann ihr auf Twitter HIER folgen


Eine der Techniken, die Ilze entwickelt hat, war, einen Weg zu finden, um DNA aus Federn zu gewinnen. Das ist eine größere Herausforderung, als die Arbeit mit Wangenabstrichen, da es weniger Zellen in einer Feder gibt, sie sind schwerer zu bekommen, aber mit Ilzes Methode sollten wir in der Lage sein, DNA aus den vielen Federn, die wir von den verschiedenen Walisischen Standorten gesammelt haben, zu bekommen.

Einige der Federn sind von den Elternvögeln und das wird eine Menge an nützlichen genetischen Informationen zu den Wangenabstrichen, die wir von den Küken gemacht haben, hinzufügen. Natürlich können wir von den Altvögeln keine Wangenabstriche nehmen, da sie nicht in Akinese („sich totstellen“) fallen, wie es die Küken machen; Die Akinese ist es, die das Ganze sicher macht – sowohl für die Küken, als auch die Beringer – um die Beringung und die Wangenabstriche gleichzeitig zu machen. So sind die Federn eine nützliche, wenn auch herausfordernde Alternative.

Clarach und Cerist demonstrieren wunderbar die Akinese 2013


Sobald wir die DNA aus unseren Fischadlerproben extrahiert haben, gibt es immer noch ein paar Schwierigkeiten. Erstens wird die Menge von DNA sehr klein sein - nicht genug um uns all die Studien machen zu lassen, die wir möchten. Zweitens, erinnern Sie sich, dass ich am Anfang des Blogs erwähnt habe, dass die Abstriche nicht nur Fischadlerzellen beinhalten? Sie können auch Fisch aus der letzten Mahlzeit der Küken beinhalten, Stückchen von Pflanzenmaterial, vielleicht Insekten und es gibt Bakterien die im Schnabel der Fischadler leben. All diese Dinge haben eigene DNA. Wie wollen wir sicher gehen, dass wir nur Fischadler DNA und Fischadler Gene betrachten?

Die Antwort darauf ist eine sehr kluge Labormethode, die bereits in den 1980-iger Jahren entwickelt wurde. Sie wird viel in forensischer Wissenschaft und mehr noch in der Medizin und Biologie verwandt und ist unverzichtbar für die Art von Fischadler Genetik an der wir interessiert sind. Es ist kurz als PCR (Polymerase Kettenreaktion) bekannt und im nächsten Blog werden ich ihnen erzählen wie das funktioniert und wie wir es für die Fischadlerproben verwenden.

In der Zwischenzeit wünschen Sie mir bitte Glück im Labor!



Viele Grüße von
Brit
http://www.worldofanimals.de


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