Philipp Sprenger
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Inhaltsverzeichnis
Curriculum Vitae
Ausbildung
| seit 2016 | PhD Student, Johannes Gutenberg-Universität Mainz Arbeitstitel: „Causes and consequences of cuticular hydrocarbon diversification in parabiotic ants” |
| 2014 - 2016 |
M.Sc., Johannes Gutenberg-Universität Mainz |
| 2011 – 2014 |
B.Sc., Johannes Gutenberg-Universität Mainz |
Feldarbeit
| 2016 | Sammeln von parabiotischen Ameisen in Französisch Guyana (8 Wochen) |
| 2015 | Sammeln von Myrmica Kolonien in der Gegend um Freiburg (2 Wochen) |
Konferenzbeiträge
| 2017 | 5. Zentraleuropäisches Treffen der IUSSI in Schöntal Vortrag: „Distribution of parabiotic ant species from South America with highly diverse cuticular hydrocarbon profiles” |
| 2016 |
21st DZG Graduate Meeting Evolutionary Biology & Ecology in Greifswald |
Forschungsinteressen
Die Kutikula von Insekten wird von einer dünnen Schicht chemischer Substanzen bedeckt. In den meisten Arten sind dies hauptsächlich kutikuläre Kohlenwasserstoffe (engl. CHC). Diese Substanzen erfüllen hauptsächlich zwei Aufgaben: Ursprünglich dienen sie als Barriere gegen kutikulären Wasserverlust und verhindern so die Austrocknung, was Insekten das Überleben in trockenen Umgebungen und somit die Besiedlung terrestrischer Lebensräume erlaubt. Sekundär haben CHCs viele Funktionen in der chemischen Kommunikation entwickelt. Besonders in sozialen Insekten sind die CHCs wichtige Informationsträger, da sie Art- und Koloniezugehörigkeit vermitteln, Informationen über den Fruchtbarkeitsstatus tragen und Nestgenossen über Aufgaben informieren, welche der Träger in der Kolonie übernimmt.
Ich interessiere mich vor allem für die Frage, warum kutikuläre Kohlenwasserstoffprofile so verschieden zwischen den Arten sind und welche Faktoren ihre Zusammensetzung beeinflussen. Dies umfasst die Untersuchung abiotischer und biotischer Selektionsdrücke, die das CHC Profil evolutionär beeinflussen, aber auch weiterer Umwelteinflüsse (wie beispielsweise Temperatur, Feuchtigkeit oder Nahrungsangebot), welche zu Veränderungen des Profils im Rahmen der phänotypischen Plastizität des Organismus führen können. Um diese Vorgänge besser zu verstehen analysiere ich die Kohlenwasserstoffprofile von Ameisen quantitativ und qualitativ mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS), untersuche deren Funktionen im Austrocknungsschutz und der chemischen Kommunikation, sowie die genetische Basis der Biosynthese der CHCs.
PhD Projekt
Ameisen zeigen normalerweise entweder ein aggressives oder ein unterwürfiges Verhalten, wenn sie mit anderen Ameisenarten konfrontiert sind. Eine Ausnahme bilden hier mutualistische Parabiosen von tropischen Ameisen. In Parabiosen führen die zwei beteiligten Arten interspezifische Trophallaxis durch, teilen gemeinsame chemische Pfade, nutzen die gleichen Futterquellen und leben sogar gemeinsam in einem Nest, wenn auch sie ihre Brut getrennt halten. Diese Assoziationen von Ameisen umfassen immer eine Art der Gattung Crematogaster und einen parabiotischen Partner, der oft (aber nicht ausschließlich) aus der Gattung Camponotus stammt. Neben der sehr ungewöhnlichen zwischenartlichen Toleranz, zeigen diese Arten außerdem eine sehr hohe chemische Diversität. Dies macht sie zu interessanten Modellorganismen um den Einfluss des CHC Profils auf die reproduktive Isolation von (Unter-) Arten, auf die Erkennung von Nestgenossen und auf die Austrocknungstoleranz zu untersuchen.
Wir untersuchen die neotropische Ameisenart Crematogaster levior und ihren parabiotischen Partner Camponotus femoratus. Beide Arten zeigen mindestens zwei unterschiedliche chemische Morphen (Chemotypen), die zwar chemisch klar zu unterscheiden, aber morphologisch sehr ähnlich sind. Wir interessieren uns für die Fragen wie viele verschiedene Chemotypen unserer beiden Modellarten es tatsächlich gibt, ob diese reproduktiv isoliert sind (i.e. ob es sich um kryptische Arten handelt), welche genetische Basis die Differenzierung von Chemotypen hat und welche Bestandteile des chemischen Profils für die intra- und interspezifische Erkennung notwendig sind. Hierzu analysieren wir zuerst die CHC Profile mittels GC-MS. Weiterhin untersuchen wir unterschiedliche Genexpressionen im biochemischen Stoffwechsel der Kohlenwasserstoff-Synthese mittels transkriptomischer Analysen um die Grundlage der Differenzierung zu finden. Anschließend führen wir Verhaltensbeobachtungen durch, bei denen wir die Reaktion der Ameisen auf einzelne Bestandteile (Fraktionen) des CHC Profils beobachten, welche uns Aufschluss über die Konsequenzen der hohen Kohlenwasserstoffdiversität geben kann.
Publikationen
Sprenger PP, Menzel F: Cuticular hydrocarbons in ants (Hymenoptera: Formicidae) and other insects: how and why they differ among individuals, colonies, and species. Myrmecological News 30: 1-26
Sprenger PP, Hartke J, Feldmeyer B, Orivel J, Schmitt T, Menzel F (2019). Influence of mutualistic lifestyle, mutualistic partner, and climate on cuticular hydrocarbonprofiles in parabiotic Ants. Journal of Chemical Ecology, 45: 741-754.
Hartke J, Schell T, Jongepier E, Schmidt H, Sprenger PP, Paule J, Bornberg-Bauer E, Schmitt T, Menzel F, Pfenninger M, Feldmeyer B (2019): Hybrid genome assembly of a neotropical mutualistic ant. Genome Biology and Evolution, 11: 2306-2311.
Hartke J*, Sprenger PP*, Sahm J, Winterberg H, Orivel J, Baur H, Beuerle T, Schmitt T, Feldmeyer B*, Menzel F* (2019) (*authors contributed equally) Cuticular hydrocarbons as potential mediators of cryptic species divergence in a mutualistic ant association. Ecology and Evolution, 9: 9160-9176
Sprenger PP, Burkert LH, Abou B, Federle W, Menzel F (2018): Coping with the climate: Cuticular hydrocarbon acclimation of ants under constant and fluctuating conditions. Journal of Experimental Biology, doi: 10.1242/jeb.171488