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Tausendfüßerforschung 2.0

31.08.2015

Eine neue Dimension in der Dokumentation seltener Spezies

In der Tierwelt werden jedes Jahr tausende neue Spezies identifiziert. Um diese Diversität WissenschafterInnen sowie einem breiteren Publikum zugänglich machen zu können, werden stetig effizientere Methoden zur Dokumentation entwickelt.


Dank spezieller 3D-Technik können seltene Insektenspezies nun auch digital erforscht werden.

Copyright: Brian Metscher, Nesrine Akkari

Neueste Forschungen eines Teams um Brian Metscher, Evolutionsbiologe an der Universität Wien, und den Naturhistorischen Museen in Wien und Dänemark fügen dieser Aufgabe nun im wahrsten Sinne des Wortes eine neue Dimension hinzu. Ihre Ergebnisse dazu wurden kürzlich im renommierten Fachmagazin "PLOS ONE" publiziert.

Die erste wissenschaftliche Beschreibung einer neu entdeckten Spezies basiert normalerweise auf einem Exemplar, dem sogenannten "holotype" dieser Spezies, zuzüglich einiger weiterer Exemplare, den "paratypes".

Die Betreuung dieser einzelnen Objekte – manchmal sehr seltene oder einzigartige Individuen – obliegt im Normalfall den KuratorInnen von Museen. Dies macht zwar offenkundig Sinn, erschwert es aber ForscherInnen, mit diesen Objekten eigenhändig zu arbeiten und etwaige neue Erkenntnisse zu machen.

Digitale Nachbildung

Um die verschiedenen Arten zu unterscheiden, die anatomischen Informationen zu erfassen und zu verbreiten, wurde bislang auf taxonomische Beschreibungen, Zeichnungen und Fotografien zurückgegriffen. Ein internationales ForscherInnenteam rund um Brian Metscher, Leiter des MicroCT Imaging Labors der Universität Wien, und Nesrine Akkari vom Naturhistorischen Museum Wien hat in einer neuen Studie die Möglichkeit entwickelt, seltene Funde in einer dritten Dimension abzubilden.

Mittels moderner 3D-Bildgebungstechnologie – insbesondere X-Ray-Mikrotomographie (MicroCT) – lässt sich die Information zur gefundenen Art leichter verbreiten und es wird zudem auch eine verbesserte Untersuchung des Objekts ermöglicht. Das digitale Scheinbild wird auch als "cybertype" bezeichnet und ist für das Museumsobjekt der Eintritt in die Welt der webbasierten Biodiversitätsforschung.

Untersuchung ohne Skalpell

Mit Hilfe der neuen Technologie konnten die ForscherInnen einen "cybertype" der neuen Millipedenart (Tausendfüßer) "Ommatoiulus avatar" aus Spanien erstellen. Dies ist die erste neue Spezies, die mit der Hilfe von detaillierten 3D-Bildern nachgebildet werden konnte und deren "cybertypes" auch als open-access-Ressource publiziert wurden.

"Die Verwendung von virtuellen Exemplaren zeigt uns, wie effizient wissenschaftliche Daten gewonnen werden können, ohne dass das tatsächliche Exemplar seziert werden muss“, freut sich Nestrine Akkari. "Gleichzeitig gibt es uns einen generellen Überblick der verschiedenen anatomischen Strukturen und deren natürlicher Position auf eine noch nie dagewesene Art“, ergänzt Brian Metscher.

Online abrufbar

Die veröffentlichten 3D-Bilder beinhalten mikroskopische Details mit einer Auflösung von wenigen Mikrometern und bieten damit eine sinnvolle Alternative zur physischen Untersuchung der Gliederfüßer. Die Bilder, Videos und 3D-Bilddaten der "cybertypes" sind im "Dryad digital repository" kostenlos abrufbar, während die eigentlichen Objekte weiterhin sicher in den Naturhistorischen Museen aufbewahrt werden.

"Diese Speziesbeschreibung ist ein Beispiel dafür, wie sich die Praxis der Taxonomie stetig weiterentwickelt", erklärt Nestrine Akkari, die auch interaktive Bestimmungsschlüssel entwickelt hat, um Millipedenspezies zu identifizieren. "Avatare werden die eigentlichen materiellen Exemplare nicht ersetzen, aber sie werden ganz sicher viel Wertvolles in der Erhaltung der Sammlungen der Naturhistorischen Museen beitragen – besonders bei zerbrechlichen und einzigartigen Objekten."

Weitere Avatare folgen

Der "cybertype" des "Ommatoiulus avatar" ist bisher einzigartig – zahlreiche weitere Avatare sollen aber noch folgen. "Fast zwei Millionen Arten lebender Organismen wurden bisher wissenschaftlich beschrieben – aber ein Vielfaches dieser Zahl ist der Forschung noch völlig unbekannt. Jede Art hat besondere Merkmale und spielt eine einzigartige Rolle in der Natur – wenn wir wissen wollen wie die Natur funktioniert, müssen wir die Teilnehmer in diesem Spiel kennenlernen. Mit den 'cybertypes' kommen wir dem noch einen Schritt näher", so Metscher abschließend.

Publikation in "PLOS ONE":
Akkari N, Enghoff H, Metscher BD (2015); A New Dimension in Documenting New Species: High-Detail Imaging for Myriapod Taxonomy and First 3D Cybertype of a New Millipede Species (Diplopoda, Julida, Julidae), in PLOS ONE.
DOI: 10.1371/journal.pone.0135243
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0135243

Die "cybertype"-Daten im Dryad digital repository: http://dx.doi.org/10.5061/dryad.2pf38

Wissenschaftlicher Kontakt
Dr. Brian Metscher
Department für Theoretische Biologie
Universität Wien
1090 Wien, Althanstrasse 14
T +43-1-4277-567 04
brian.metscher@univie.ac.at

Rückfragehinweis
Stephan Brodicky
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 41
stephan.brodicky@univie.ac.at

Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas: An 19 Fakultäten und Zentren arbeiten rund 9.700 MitarbeiterInnen, davon 6.900 WissenschafterInnen. Die Universität Wien ist damit die größte Forschungsinstitution Österreichs sowie die größte Bildungsstätte: An der Universität Wien sind derzeit rund 92.000 nationale und internationale Studierende inskribiert. Mit über 180 Studien verfügt sie über das vielfältigste Studienangebot des Landes. Die Universität Wien ist auch eine bedeutende Einrichtung für Weiterbildung in Österreich. http://univie.ac.at

1365 gegründet, feiert die Alma Mater Rudolphina Vindobonensis im Jahr 2015 ihr 650-jähriges Gründungsjubiläum mit einem vielfältigen Jahresprogramm – unterstützt von zahlreichen Sponsoren und Kooperationspartnern. Die Universität Wien bedankt sich dafür bei ihren KooperationspartnerInnen, insbesondere bei: Österreichische Post AG, Raiffeisen NÖ-Wien, Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft, Stadt Wien, Industriellenvereinigung, Erste Bank, Vienna Insurance Group, voestalpine, ÖBB Holding AG, Bundesimmobiliengesellschaft, Mondi. Medienpartner sind: ORF, Die Presse, Der Standard.

Stephan Brodicky | Universität Wien

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