Prof. Dr. Dieter Ebert

Forschungsschwerpunkte: Evolution in Metapopulationen, Evolution von Virulenz, Wirt-Parasit-Koevolution, Wirt-Mikrobiom-Evolution, Mikroparasiten
Dieter Ebert ist ein deutsch-schweizerischer Evolutionsbiologe, der sich in seiner Forschung auf die Untersuchung evolutionärer Prozesse in Tierpopulationen konzentriert sich. Insbesondere analysiert er Wirt‐Parasit‐Interaktionen im Kontext schnellen evolutionären Wandels sowie Mechanismen der Evolution und Koevolution bei Infektionskrankheiten. Für seine Studien hat er den Wasserfloh (Daphnia magna) und dessen Parasiten als Modellsystem etabliert.
Dieter Ebert erforscht am Modellorganismus Daphnia magna und dessen Mikroparasiten (Viren, Bakterien und Mikrosporidien) die Mechanismen der Koevolution von Wirt und Parasit. Der Wasserfloh eignet sich aufgrund seiner reproduktiven Flexibilität besonders gut für diese Studien: Er vermehrt sich sowohl geschlechtlich als auch durch Jungfernzeugung, wodurch Kreuzungen verschiedener Genotypen und anschließendes Klonen der Nachkommen ermöglicht werden. Damit lassen sich genetische Faktoren von Umwelteinflüssen experimentell unterscheiden. Schwerpunkte von Dieter Ebert sind lokale Anpassung, Evolution der sexuellen Vermehrung, Evolution der Infektionskraft eines Erregers (Virulenz) sowie die evolutionäre Epidemiologie. Dieter Ebert untersucht die Bedeutung genetischer Variation sowie Kosten und Nutzen symbiotischer Beziehungen. Koevolutionäre Modelle dieses Prozesses gehen von einer hohen genetischen Spezifität der Wirt-Parasit-Interaktionen aus. Dabei entwickeln sich Wirte so, dass sie den durch Parasiten verursachten Fitnessverlust minimieren, während Parasiten die Ausbeutung ihrer Wirte optimieren.
Die Wirtsspezifität ist ein bestimmendes Merkmal vieler parasitärer Interaktionen, doch die genetischen Mechanismen hinter dieser Spezifität sind noch unklar. Pasteuria ramosa, ein bakterieller Erreger von Daphnia magna, bietet ein Modell zur Untersuchung genotypspezifischer Infektiosität. Dieter Ebert und sein Team untersuchen hierbei die Rolle kollagenähnlicher Proteine (PCLs) bei der Vermittlung der Wirtsbindung mittels genomweiter Assoziationsstudien (GWAS) und Präsenz-/Absenzvariationsanalysen (PAV). Sie konnten drei PCL-Tripletts finden, die eine starke Assoziation mit den Bindungsphänotypen des Parasiten aufweisen. Nahezu perfekte Genotyp Phänotyp-Übereinstimmungen für bestimmte PCL-Allele stützen das „Matching-Allel-Modell“ (MAM), das als wichtiges Modell der Wirt-Parasit-Koevolution und der ausgleichenden Selektion gilt. Dies ist der erste molekulare Nachweis von MAM in einem Pathogen.
In Wirt-Parasit-Systemen bleibt die genetische Variation erhalten, da sich Parasiten kontinuierlich an gängige Wirtsarten anpassen. Parasiten passen sich ihren Wirten an, und daher nehmen die am besten angepassten Formen an Häufigkeit zu. Gleichzeitig nehmen die Wirtstypen zu, die diesen Parasiten entkommen können. Dadurch werden Parasiten selektiert, die diese neuen Wirte ausnutzen können – dies führt zu einem dynamischen Zyklus, in dem häufige Genvarianten der Wirtsresistenz und Genvarianten der Parasiteninfektiosität zugunsten seltener Varianten selektiert werden. Dies wird als „Red-Queen-Modell“ bezeichnet, da sich die gegnerische Spezies ständig weiterentwickeln muss, um ihre Position zu behaupten.
Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten von Dieter Ebert ist die Erforschung der lokalen Anpassung, ein Phänomen das die spezifischen Anpassungen einer Population an lokale Umweltbedingungen beschreibt. Der Forscher leistete zum einen konzeptionelle Beiträge zu diesem Feld und legte ebenfalls diverse Fallbeispiele vor. So zeigen seine Arbeiten auf wie sich Populationen an beispielsweise die Umwelttemperatur, den Salzgehalt des Wassers und an allfällige Parasiten anpassen. Weiterhin zeigten Dieter Ebert und seine Forschungsgruppe wie sich Populationen an sehr variable Umwelten anpassen können. Diese Arbeiten zeigen zugleich die Limitationen der lokalen Anpassung auf. In sehr stark fragmentierten Populationen mit häufigen lokalen Aussterbeereignissen und späterer Neubesiedlung der Habitate, dominieren Zufallsprozesse die Evolution so stark, dass lokale Anpassung auf Populationsebene nicht mehr möglich ist. Solche, sogenannte Metapopulationen evolvieren anders als die typischen Populationen, die normalerweise im Zentrum des Interesses stehen.
In den Arbeiten von Dieter Ebert an Wasserflöhen wurden wiederholt neue Parasitenarten identifiziert, darunter ein lang gesuchtes Bindeglied zwischen Pilzen und Mikrosporidien (intrazelluläre Parasiten). Morphologische sowie genomische Analysen bestätigen den Bindegliedstatus der neuen Art und erlauben den Forschenden die neuen Arten sowohl taxonomisch als auch phylogenetisch einzuordnen.