Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gekrönte Häupter und ihre Verwandtschaft: Schwierige Familienverhältnisse bei wehrhaften Wasserflöhen

16.01.2009
So mancher Zoologe wünscht sich eine Art Checkliste mit den charakteristischen Merkmalen einer Tierart - die auch die sichere Abgrenzung verwandter Spezies erlaubt. Oft hilft hier die Morphologie, also das Erscheinungsbild und die Gestalt der Individuen.

Als ein eindeutiges und artspezifisches Merkmal zur Unterscheidung wurde etwa die "Dornenkrone" am Kopf mancher Wasserflöhe herangezogen. Doch eine genetische Untersuchung dieser winzigen aquatischen Krebse unter der Leitung des LMU-Forschers Dr. Christian Laforsch zeigte jetzt, dass selbst solch prominente Charakteristika in die Irre führen können.

"Die Dornen im Kopfbereich der Tiere werden nur ausgebildet, wenn diese ihren Lebensraum mit räuberischen Krebsen teilen," berichtet Laforsch. "Die Krone bietet also Schutz vor dem Fraßfeind, ist aber für keine der untersuchten Arten charakteristisch. Wir konnten damit nicht nur ein neues faszinierendes Verteidigungssystem nachweisen, sondern gleichzeitig den Wert genetischer Daten für die Untersuchung ökologischer und evolutionsbiologischer Zusammenhänge unter Beweis stellen." (PNAS early edition, 14. Januar 2009)

Die Abgrenzung verwandter Spezies anhand äußerer Merkmale fällt oft selbst Fachleuten schwer. Vor allem die sogenannten kryptischen Arten sind sich so ähnlich, dass sie kaum unterschieden werden können. Nur auf der Ebene des Erbmoleküls DNA mit den genetischen Anlagen ist eine eindeutige Klassifizierung möglich. Deshalb werden seit längerem auch die genetischen Daten der Tiere in taxonomische und ökologische Studien - etwa zur Untersuchung der Biodiversität in einem Lebensraum - herangezogen. Bei diesem sogenannten "Barcoding" werden Artunterschiede anhand ausgewählter genetischer Marker erfasst.

Diese können dann auch im Widerspruch stehen zu morphologischen Kriterien, die bisher zur Klassifizierung von Arten herangezogen wurden. Unter der Leitung von Dr. Christan Laforsch vom Lehrstuhl für Evolutionsökologie am Department Biologie II und Geobio Center München konnten sein Mitarbeiter Andreas Haas sowie die Kollegen Dr. Adam Petrusek, Prag, Professor Ralph Tollrian, Bochum, und Privatdozent Dr. Klaus Schwenk, Frankfurt, einen derartigen Irrtum bei zwei Arten von Wasserflöhen nachweisen.

Die Forscher konnten zeigen, dass die Dornenkrone am Kopf mancher Tiere als Merkmal nicht typisch für eine Spezies ist, sondern nur bei Bedarf und unabhängig von der Art ausgebildet werden. Die Ausbildung unterschiedlicher Gestalten in unterschiedlichen Umwelten wird als phänotypische Plastizität bezeichnet. "Die Wasserflöhe der Daphnia-Gruppe können sich gut gegen Räuber verteidigen", so Laforsch. "Treten die Fraßfeinde nur zeitweise auf, bilden die Wasserflöhe ihre Verteidigung nur aus, wenn sie benötigt wird. Sind keine Räuber vorhanden, werden die Kosten für den Schutz eingespart."

Die Gestalt von Organismen dient aber gerade in der klassischen Taxonomie als Erkennungsmerkmal für Arten. Heute werden zunehmend aber auch genetische Methoden eingesetzt. Es gibt sogar Bestrebungen, artspezifische Variationen in einzelnen Genen zu klassifizieren - für einen Barcode je Spezies. Bei der nun vorliegenden Untersuchung der Stammesgeschichte von Wasserflöhen zeigten die genetischen Daten, dass die bisher zur Abgrenzung der Arten Daphnia atkonsoni und Daphnia bolovari verwendete Dornenkrone in mehreren genetisch unterscheidbaren Linien vorkommt - aber keinen Hinweis auf die Verwandtschaft gibt.

"Das Merkmal war aber an das Vorkommen in bestimmten Habitaten geknüpft", so Laforsch. "Die Daphnien mit den ausgeprägten Dornenkronen koexistierten in ihrem Lebensraum mit dem räuberischen Urzeitkrebs Triops crancriformis. Diese Tiere gelten als lebende Fossilien mit einem seit 220 Millionen Jahren unveränderten Bauplan. Wenn die Daphnien chemische Stoffe des Räubers im Wasser erkennen, bilden sie die Dornen aus und sind dann als Beutetiere nicht mehr besonders begehrt. Triops verfügt nämlich im Mundbereich über Borsten mit Sinnenorganen, die sich bei Angriffen in den Dornen verhaken. Üblicherweise lässt der Räuber von Daphnien mit Dornenkrone wieder ab."

Insgesamt ist dies ein faszinierendes Beispiel für das Wirken der Evolution, in diesem Fall für die Anpassung eines Beutetieres an seinen Räuber. Die bisher unbekannte Art der Verteidigung ist wahrscheinlich weit verbreitet. Denn auch aus Grönland und Südafrika sind Daphnienarten mit Dornenkronen bekannt. Sie koexistieren in ihren Habitaten ebenfalls mit räuberischen Urzeitkrebsen. Die Untersuchung unterstreicht auch die Bedeutung der DNA barcodes und anderer molekularer Daten für die Klassifizierung von Arten sowie für die Entschlüsselung bislang unbekannter ökologischer Zusammenhänge und der Interaktionen von Arten.

Publikation:
"A 'crown of thorns', an exceptional inducible defense, protects Daphnia against an ancient predator",
Petrusek, A., Tollrian, R., Schwenk, K., Haas, A. Laforsch, C.,
PNAS early edition, 14. Januar 2009
http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0808075106
Ansprechpartner:
Dr. Christian Laforsch
Tel.: 089 / 2180 - 74252
Fax: 089 / 2180 - 74204
E-Mail: laforsch@zi.biologie.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0808075106
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Krebsdiagnostik: Pinkeln statt Piksen?
25.05.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Kugelmühlen statt Lösungsmittel: Nanographene mit Mechanochemie
25.05.2018 | Technische Universität Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics