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Neues Sinnesorgan bei Insekten entdeckt

14.01.2014
Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Wissenschaftlern des Museums für Naturkunde Berlin hat gezeigt, dass die Evolution der Insekten immer noch Überraschungen bereithält.

In einem Beitrag in Current Biology beschreiben die Wissenschaftler ein bisher einzigartiges, hochkompliziert organisiertes und auffälliges Sinnesorgan beidseits an der Hinterleibsbasis, das ausschließlich bei einer Kleinzikadengruppe aus Südostasien auftritt.

Die Entdeckung des LASSO (lateral abdominal sensory and secretory organ) zeigt, dass offenbar aus alten genetischen Bausteinen neuartige Strukturen gebildet werden können, wenn der entsprechende Selektionsdruck gegeben ist.

Insekten sind die artenreichste Tiergruppe der Welt und aller Zeiten. Mehr als eine Million Arten sind bereits beschrieben; die Schätzungen der tatsächlich existierenden Arten rangieren zwischen 5 und 30 Millionen, einige Wissenschaftler vermuten sogar bis zu 100 Millionen Arten.

Der Erwerb von Flügeln vor ca. 300 Millionen Jahren gilt als das wichtigste Schlüsselereignis in der Evolution der Insekten. Trotz der enormen Vielfalt ist der Bauplan geflügelter Insekten erstaunlich konservativ: ein Kopf mit Mundwerkzeugen und Antennen, ein Bruststück mit 3 Beinpaaren und 2 Paar Flügeln, und ein mehr oder weniger zylindrischer Hinterleib. Durch den Besitz von Flügeln wird das Vorhandensein von Laufbeinen am Hinterleib offenbar überflüssig; sie sind vollständig reduziert, bzw. nur am Hinterende vorhanden und dienen der Fortpflanzung.

Anhand verschiedenster Methoden, von der klassischen manuellen Präparation mit feinsten Insektennadeln bis zum Einsatz von wissenschaftlichen Großgeräten wie den Elektronensynchrotron-Einrichtungen in Berlin und Hamburg gelang es den Forschern, die Struktur des Organs zu entschlüsseln und in 3D virtuell zu rekonstruieren.

Das auffällige, stäbchenförmige Sinnesorgan, das die Wissenschaftler LASSO getauft haben (lateral abdominal sensory and secretory organ), trägt an seiner erweiterten Spitze ein weißes Wachshäubchen, unter welcher die sensorische Einheit verborgen ist. Die Entdeckung des LASSO zeigt, dass offenbar aus alten genetischen Bausteinen neuartige Strukturen gebildet werden können, wenn der entsprechende Selektionsdruck gegeben ist.

Um die Vorgänge zu verstehen, die zur Evolution dieser evolutionären Neuheit geführt haben, ist es notwendig, seine Funktion zu entschlüsseln. Die Forscher vermuten, dass es sich beim LASSO um ein Frühwarnsystem gegenüber Räubern oder Parasiten bzw. Parasitoiden handeln könnte. Klarheit können nur Untersuchungen an lebenden Tieren in ihrem natürlichen Lebensraum bringen. Eile ist geboten: die tropischen Regenwälder werden fast überall in Südostasien durch Urbanisierung und landwirtschaftliche Nutzung zurückgedrängt, und es besteht die Gefahr, dass viele Arten aussterben, bevor wir verstanden haben, welche faszinierenden Anpassungen die Evolution bei ihnen hervorgebracht hat.

Dem internationalen Forscherteam gehören Wissenschaftler des Museums für Naturkunde Berlin, des Instituts für Biologie der Humboldt-Universität zu Berlin, des Zuse Instituts Berlin (ZIB), der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung Berlin (BAM), der RWTH Aachen, der Friedrich-Schiller Universität Jena, sowie des Helmholtz-Zentrums für Material und Energie, Berlin, des DESY Hamburg, und des Gilat Research Centers, Israel, an.

Zitat: H. Hoch, A. Wessel, M. Asche, D. Baum, F. Beckmann, P. Bräunig, K. Ehrig, R. Mühlethaler, H. Riesemeier, A. Staude, B. Stelbrink, E. Wachmann, P. Weintraub, B. Wipfler, C. Wolff, M. Zilch 2014. Non-sexual appendages in adult insects challenge a 300 million year old bauplan. Current Biology 24 (1), doi:10.1016/j.cub.2013.11.040

Dr. Gesine Steiner | idw
Weitere Informationen:
http://www.naturkundemuseum-berlin.de

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