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Wachtel

© GlobalP / istockphotoWachteln werden bereits seit 50 Jahren als Forschungsmodell verwendet. Die am meisten eingesetzte ist die Japanische Wachtel, die Coturnix japonica. Ihre relativ kurze Lebensdauer und die physiologischen Gemeinsamkeiten mit dem Menschen machen die Wachtel für das Erforschen von Alterung und Erkrankungen nützlich. Auch für die Entwicklungsbiologie ist die Wachtel durch die kurze, 16-tägige Entwicklungsphase und einen leicht zugänglichen Embryo  sehr interessant.

Hintergründe
Entwicklungsstudien
Transgene Vogelmodelle
Umweltstudien
Referenzen


Hintergründe

Die Japanische Wachtel wird nicht als die gleiche Spezies wie die gemeine Wachtel -Coturnix Coturnix - betrachtet , die man in ganz Europa, Asien, Afrika und Indien findet und ist auch weder mit der amerikanischen Bobwhite, Colinus viginianus, noch der Kalifornischen Wachtel, Lorphortyx california, eng verwandt. Man nimmt an, dass sich diese Art bei der Domestizierung der gemeinen Wachtel in China während des 11. Jahrhunderts herausbildete, von dort im 12. Jahrhundert nach Japan gebracht wurde und dort als domestizierter Singvogel gezüchtet wurde. Später dann wurden die Wachteln in Japan wegen ihrer Eier und ihres Fleisches gezüchtet. Diese Stämme verlor man größtenteils während des Zweiten Weltkrieges. Später wurden aber neue domestizierte Linien geschaffen, die heutzutage in Laboratorien auf der ganzen Welt verwendet werden.

C japonica wurde erstmals von Padgett und Ivey im Jahr 1959 als Forschungsmodell beschrieben ANCHOR, die das Tier als sehr praktisch für Entwicklungsstudien erachteten. Im Jahr1961 veröffentlichten sie einen detaillierten Entwicklungsatlas der Wachtel, in dem ihre Entwicklungsphasen skizziert wurden. Mittlerweile gibt es detaillierte Untersuchungen zur Histologie, Anatomie und Vermehrung von Wachteln, die verlässliche Referenzen für Forscher bereitstellen und die Japanische Wachtel ist zu einer gebräuchlichen Laborart geworden. Die amerikanische Bobwhite Wachtel wird auch häufig für Toxizitätsstudien verwendet, besonders für Chemikalien, die für den Verbrauch bestimmt sind und somit eine Umweltbelastung in Nordamerika mit sich bringen.

Entwicklungsstudien

Im Gegensatz zu Embryonen von Nagetieren kann der Nachwuchs von Vögeln unkompliziert beobachtet werden, indem man ein kleines Stück Eischale entfernt. Auf diese Weise kann man der Entwicklung per Video-Mikroskopie im Zeitraffer während des gesamten Wachstumsprozesses im Ei folgenANCHOR.

Hühner und Wachteln sind warmblütige Wirbeltiere, die sich ähnlich dem Menschen entwickeln. Die frühe Entwicklung der Wachteln ist der der Hühner sehr ähnlich, allerdings enthält der Nukleus von Wachtel-Zellen verdichtetes Heterochromatin (ein Teil des Materials, das die Chromosomen bildet), welches in Hühner-Zellen nicht vorgefunden wird. Durch diesen grundlegenden Unterschied im Aufbau kann man problemlos zwischen den beiden Gewebetypen unterscheiden, wenn durch Gewebeverpflanzung zwischen sich entwickelnden Wachteln und Hühnern eine Hühner-Wachtel- Chimäre geschaffen wird. Dadurch ist die Hühner-Wachtel-Chimäre zu einem erfolgreichen Modell zur Erforschung des Schicksals bestimmter Zellen in ihrer Entwicklung gewordenANCHOR.

Transgene Vogelmodelle

Die Wachtel wird in letzter Zeit auch erfolgreich als transgenes Modell zur Schaffung transgener Vögel angewendet. Ein transgener Code für die Produktion eines grün fluoreszierenden Proteins wurde in frische gelegte Eier eingeführt, die dann bis zum Schlüpfen bebrütet wurden. Das fluoreszierende Protein war in der Nachkommenschaft über mehrere Generationen hinweg sichtbar, was beweist, dass das Gen erfolgreich in die Vögel eingebracht wurde.ANCHOR ANCHOR Die Wachtel ist also eine geeignete Spezies, um transgene Vögel zu schaffen. Ihr Embryo ist robust und übersteht die Einführung von Transgenen gut.

Umweltstudien

Warum werden Wachteln für Studien zur Umwelttoxizität verwendet? Sie ernähren sich von vielen verschiedenen Samen und werden für Studien zur Schmackhaftigkeit eingesetzt, die die Wahrscheinlichkeit preisgeben, mit der beispielsweise ein neues Pestizid von Vögeln verzehrt wird. Die Vögel nehmen verschiedene Würmer und Insektenlarven zu sich und dienen dadurch auch zur Untersuchung der potentiellen Auswirkungen chemischer Substanzen auf die Nahrungskette.

Ihre Eier können in großer Anzahl in Inkubatoren gebrütet werden, wodurch die Auswirkungen bestimmter Substanzen auf die embryonische Entwicklung analysiert werden können. Außerdem sind sie wichtige Modelle für Reproduktionsstudien zur Untersuchung der Auswirkungen von Chemikalien auf die Umwelt.


Quellen

  1. Padgett, CA and Ivey, WD (1959) Coturnix Quail as a Laboratory Research Animal, Science, Vol. 129. no. 3344, pp. 267 - 268
  2. Kulesa and Bronner-Fraser (2000) In ovo time-lapse analysis after dorsal neural tube ablation shows rerouting of chick hindbrain neural crest. Development 127: 2843–2852.
  3. Couly , GF, Coltey, PM, Le Douarin, NM (1992) The developmental fate of the cephalic mesoderm in quail-chick chimeras, Development, 114, 1 1-15
  4. Shin, S et al (2008) Generation of transgenic quail through germ cell-mediated germline transmission, FASEB (7):2435-44.
  5. Poynter, G, Huss, D, and Lansford, R (2009) Japanese Quail: An Efficient Animal Model for the Production of Transgenic Avians, Cold Spring Harb. Protoc.; 2009; doi:10.1101/pdb.prot5119

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