Prädikat «Gold» für Dornacherin

Polyandrie – also dass weibliche Lebewesen mehrere männliche Partner gleichzeitig haben und sich mit diesen in der gleichen Paarungsphase paaren – gibt es bei Menschen und Tieren. Bei den Rotstirn-Blatthühnchen, einer Watvogelart, die vorwiegend in Mittel- und Südamerika vorkommt, sind die Weibchen verhaltensmässig dominant und unterhalten Harems mit bis zu vier Männchen. Die Männchen kümmern sich vollständig um das Ausbrüten der Eier und die Aufzucht der Jungtiere.

Um eine evolutionäre Erklärung für diese Umkehrung der klassischen Paarungsrollen zu finden, folgte Seraina Hänggi im Rahmen ihrer Maturarbeit am Gymnasium Münchenstein der bereits bekannten Hypothese, dass weibliche Vögel bei hoher energetischer Belastung durch das Eierlegen seltener für die Pflege der Jungtiere verantwortlich sind und tendenziell mehr gleichzeitige Partner haben.

50000 digitale Durchläufe

Die Forschung führte die 18-jährige Dornacherin komplett am Computer durch. Mit einem eigens programmierten Computermodell konnte sie die evolutionäre Entwicklung des Paarungs- und Aufzuchtverhaltens simulieren und anschliessend analysieren. Das Modell bestand aus einzelnen Vögeln und Nestern mit Zustandsattributen wie Fortpflanzungsphase und Energie sowie unterschiedlichen vererbbaren Merkmalen wie Grösse und Verhaltenstendenzen. Die Individuen konnten unter vereinfachten Umweltbedingungen jeden Monat interagieren und versuchen, sich fortzupflanzen. Die Nachkommen erbten die Merkmale der Eltern, wobei Hänggi über das Modell zufällige Mutationen auf sie angewendet hat, um evolutionäre Veränderungen zu ermöglichen. Die Energiekosten für das Eierlegen und der Pflegebedarf der Nachkommen wurden in über 50000 digitalen Durchläufen variiert. 7,5 Gigabyte an Daten kamen so zusammen. Hänggi gelang es, mit ihrer evolutionären Modellierung die Hypothese zu untermauern.

Wettbewerb in Barcelona

Die Maturandin reichte ihre Arbeit für den 60. Nationalen Wettbewerb für junge Forscherinnen und Forscher bei «Schweizer Jugend forscht» ein, wo einst schon ihr Vater vor 36 Jahren als Schüler teilgenommen hatte. Die Prämierungsfeier in Muttenz wurde für Hänggi zum vollen Erfolg: Ihre Arbeit wurde mit dem Prädikat «Gold» ausgezeichnet, was nur gerade 33 Schülerinnen und Schülern aus der ganzen Schweiz gelang. Zusätzlich erhielt die 18-Jährige den Sonderpreis «Exporecerca Jove – Barcelona Science Fair». Dieser Sonderpreis ist mit einer Teilnahme an einem internationalen Wettbewerb im Frühjahr 2027 in Barcelona verbunden. «In ihrer gesamten Arbeit hat sie ihre Fähigkeit unter Beweis gestellt, so unterschiedliche Fachgebiete wie Evolutionsbiologie, mathematische Modellierung und Statistik zu beherrschen und zu integrieren», würdigte Experte Dr. Xavier Richard Hänggis Leistung anlässlich der Prämierung.

Mit ihrer Arbeit über das Paarungs- und Fortpflanzungsverhalten der Watvögel konnte Hänggi ihr Interesse für Biologie und Informatik verbinden.

Hunderte Stunden in die Maturarbeit investiert

Rund 350 Stunden hat die Dornacherin in ihre Maturarbeit investiert, alleine rund hundert Stunden ins theoretische Wissen vor dem Versuchsstart. Über 150 Stunden kamen für die Einreichung und Ergänzung für Schweizer Jugend forscht hinzu. «Ich habe dabei sehr viel gelernt, gerade auch, wie man ein solch grosses Projekt plant und durchführt.»

Das erlernte Wissen wird Hänggi auch in Zukunft gut gebrauchen können. Nach der höchstwahrscheinlich bestandenen Matura beginnt sie im Herbst ein Studium in Richtung Biotechnologie oder Chemie- und Bioingenieurwissenschaften. Beruflich möchte Hänggi zur Entwicklung und Herstellungsoptimierung von hauptsächlich veganen Fleischersatzprodukten beitragen. Mit der prämierten Maturarbeit hat die Schülerin eindrücklich bewiesen, dass sie für die zukünftigen Herausforderungen gerüstet ist.