Vegetarische Höhlenbären

Im Spätpleistozän (vor 125.000 bis 12.000 Jahren) lebten zwei Bärenarten in Europa: der Braunbär (Ursus arctos) und der heute ausgestorbene Höhlenbär (Ursus spelaeus s.l.). Es wird angenommen, dass frühere Braunbären sich ähnlich ernährten wie moderne Braunbären, aber die Ernährungsweise der Höhlenbären ist noch unklar. Seit seiner Entdeckung wird diskutiert, in welchem Ausmaß der Höhlenbär vegetarisch lebte. Eine neue Veröffentlichung in der Zeitschrift Historical Biology wirft ein neues Licht auf das Thema. Zwei Forscher aus Deutschland und Spanien haben nun anhand von Unterkiefermerkmalen entdeckt, dass die Ernährung des Höhlenbären wahrscheinlich hauptsächlich vegetarisch war.

Ein aufgestelltes Höhlenbärenskelett im Harzgebirge. Trotz vegetarischer Ernährung sind die Eckzähne, die an einen Fleischfresser erinnern, gut sichtbar. Foto: Anneke H. van Heteren (ZSM)

Die charakteristische Form des Schädels, Unterkiefers und der Zähne des Höhlenbären sind Anpassungen an seine Ernährung. Um die Ernährung des Höhlenbären zu verstehen, haben die Forscher die Unterkiefer von Höhlenbären sowie von modernen Bären mit sogenannten „Landmarks“, biologisch bedeutsamen und wiedererkennbaren Messpunkten, versehen und diese digitalisiert. Mit einer statistischen Methode, der sogenannten geometrischen Morphometrie, verglichen die Forscher an Hand dieser „Landmarks“ die dreidimensionale Form der Unterkiefer des Höhlenbären mit der von modernen Bärenarten. „Die Analysen zeigten, dass die Entwicklung des Unterkiefers des Höhlenbären in die gleiche Richtung ging wie bei Riesenpandas. Die Ergebnisse wurden nun in der Zeitschrift Historical Biology publiziert. „Dies gibt uns den Hinweis, dass Höhlenbären an eine ähnliche Ernährung angepasst und primär vegetarisch waren.“, erklärt Anneke van Heteren, Leiterin der Säugetiersektion an der Zoologischen Staatssammlung München (SNSB-ZSM) und Hauptautorin des Artikels.

„In dieser Studie haben wir neueste statistische Methoden benutzt, welche auch die Größe des Tieres und deren Verwandtschaft in Bezug nehmen“, sagt Borja Figueirido, Juniorprofessor in der Paläontologiegruppe der Abteilung für Ökologie und Geologie an der Universität Málaga (Spanien) und Ko-Autor der Veröffentlichung.

Für die weitere Erforschung des Höhlenbären wollen die Wissenschaftler noch zusätzliche Untersuchungen vornehmen: Geplant ist die Analyse morphologischer Unterschiede der Schädel verschiedener Unterarten der Höhlenbären, um auch Rückschlüsse auf deren Ernährungsweise zu ziehen. Außerdem soll die dreidimensionale Computersimulation – die sogenannte Finite Element Analyse – der Schädel und Unterkiefer Aufschluss geben über die Bisskraft der ausgestorbenen Höhlenbären.

Publikation:
van Heteren AH, Figueirido B. 2018. Diet reconstruction in cave bears from craniodental morphology: past evidences, new results and future directions.Historical Biology. DOI: 10.1080/08912963.2018.1547901,
https://doi.org/10.1080/08912963.2018.1547901

Vegetarische Vorfahren – Neue Einsichten zur Evolution des Höhlenbären

Im Spätpleistozän (vor 125.000 bis vor 12.000 Jahren) lebten zwei Bärenarten in Europa: der allesfressende Braunbär (Ursus arctos) und der heute ausgestorbene, vegetarisch lebende Höhlenbär (Ursus spelaeus s.l.). Durch die unterschiedliche Ernährung besetzten die beiden Bärenarten vermutlich unterschiedliche ökologische Nischen, dadurch konnten sie im gleichen Lebensraum koexistieren. Über den Vorläufer des Höhlenbären, den Deninger Bären (Ursus deningeri), dessen Fossilien extrem selten sind, ist bisher wenig bekannt.

 

 

Eine Forschergruppe aus Deutschland und Spanien um Anneke van Heteren von der Zoologischen Staatssammlung München (SNSB-ZSM), hat nun anhand von Schädelmerkmalen entdeckt, dass die Ernährung des Deninger Bären der des Höhlenbären bereits sehr ähnlich war. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Historical Biology publiziert. Bis jetzt war nicht viel bekannt über die Evolution des Höhlenbären und darüber, wie er Vegetarier wurde. „Fossilien der Vorfahren des Höhlenbären sind so selten, dass es sehr schwierig ist, sie zu erforschen“, sagt Elena Santos, Koautorin und Forscherin an den Universitäten von Burgos und Madrid. Die einzige heute noch lebende rein vegetarische Bärenart ist der bekannte Riesenpanda, der sich ausschließlich von Bambus ernährt.

Die charakteristische Form des Schädels, Unterkiefers und der Zähne des Höhlenbären weist auf seine vegetarische Ernährung hin. Um die Evolution des Höhlenbären zu verstehen, haben die Forscher die seltenen Fossilien von Ursus deningeri in einem CT-Gerät gescannt und nachträglich digital das Sediment „entfernt“, ohne das Risiko eingehen zu müssen, die seltenen Fossilien zu beschädigen. Mit einer statistischen Methode, die sogenannte geometrische Morphometrie, verglichen die Forscher an Hand von Messpunkten die dreidimensionale Form von Unterkiefern und Schädeln des Deninger Bären mit denen des Höhlenbären und der modernen Bärenarten. „Die Analysen zeigten, dass Unterkiefer und Schädel des Deninger Bären denen des Höhlenbären sehr ähnelten. Dies gibt uns den Hinweis, dass sie an die gleiche Ernährung angepasst und primär vegetarisch waren.“, erklärt Anneke van Heteren, Leiterin der Säugetiersektion an der ZSM und Hauptautorin des Artikels.

„In welchem Ausmaß der Höhlenbär vegetarisch war, wird noch immer diskutiert. Gerade deshalb ist diese neue Information über die Ernährung seines direkten Vorfahren sehr bedeutend und lehrt uns, dass der Unterschied zwischen der Ernährung von Höhlen- und Braunbären schon vor mindestens 500.000 Jahren etabliert war, wahrscheinlich sogar noch früher“, sagt Mikel Arlegi, Doktorand an den Universitäten von Baskenland und Bordeaux.

Mikro-CT Rekonstruktionen A) Schädel eines jungen Deninger Bären der Iberischen Halbinsel B) Schädel eines ausgewachsenen männlichen Höhlenbären. Die Schädel sind sich in vielen Merkmalen ähnlich. Foto: Elena Santos (Centro Mixto UCM-ISCIII) / Taylor and Francis

Die Studie zeigt auch morphologische Unterschiede zwischen den Deninger Bären der Iberischen Halbinsel und denen des übrigen Europas. Diese Formunterschiede betreffen den Unterkiefer, sind aber wahrscheinlich nicht mit der Ernährung verbunden. Die Forscher haben hierfür drei mögliche Erklärungsversuche parat: 1) die Iberischen Bären sind chronologisch jünger als die anderen, 2) die Pyrenäen haben als natürliche Barriere zu einer genetischen Differenzierung der Iberischen Bären und der europäischen Bären geführt, 3) es gab mehrere Abstammungslinien, von welchen entweder nur eine zu den Höhlenbären geführt hat, oder jede Abstammungslinie führte zu einer eigenen Gruppe von Höhlenbären. “Um diese drei Hypothesen zu überprüfen, benötigen wir allerdings mehr Fossilien“, erklärt Asier Gómez-Olivencia, Ikerbasque-Forscher an der Universität von Baskenland.

Publikation:
van Heteren AH, Arlegi M, Santos E, Arsuaga J-L, Gómez-Olivencia A. 2018. Cranial and mandibular morphology of Middle Pleistocene cave bears (Ursus deningeri): implications for diet and evolution. Historical Biology. DOI: 10.1080/08912963.2018.1487965
https://doi.org/10.1080/08912963.2018.1487965

Kontakt:
Dr. Anneke H. van Heteren
SNSB – Zoologische Staatssammlung München
Münchhausenstraße 21, 81247 München
Tel.: +49 89 8107 125
E-Mail: vanHeteren@snsb.de

Neues Science-Paper: Operation gelungen, Patient tot?

Die UN-Konvention zur globalen Biodiversität (CBD) beinhaltet neben dem dringend nötigen Schutz- und Forschungsauftrag auch eine bittere, ja für so manche Forschungsprojekte und Arten wohl tödliche Pille: Den im Nagoya-Protokoll geregelten Vorteilsausgleich für genetische Ressourcen, das so genannte Access and Benefit Sharing (ABS).

Was arg nach Vollbremsung klingt – ist es auch. Jedenfalls für unsere nicht-kommerzielle Artenforschung. Es war gut gemeint, biodiversitätsreiche, meist südliche Länder, für den Zugang zu ihren genetischen Schätzen, also heilenden oder sonst wie industriell verwertbaren oder lukrativen Substanzen und Organismen, mit Geld oder Gegenleistungen zu kompensieren.

Doch allein der Versuch, den ausufernden ABS-Formalitäten Genüge zu tun, hat sich zu einem Albtraum für die meist eh schon mittellosen, idealistischen und immer seltener werdenden Grundlagenforscher entwickelt. Selbst wenn wir ausländisches Material nur für Stammbaumanalysen nutzen oder neue Tierarten molekular beschreiben – als Basis und Service für die globale Wissenschaft und üblicherweise sowieso gemeinsam mit Forschern aus den Herkunftsländern – unterliegen wir denselben Regeln, denselben bürokratischen Hürden und oft denselben Erwartungen nach geldwertem Ausgleich unserer „Nutzung nationaler genetischer Ressourcen“ wie riesige Pharmakonzerne.

Felimare juliae, eine in internationaler Kooperation beschriebene Meeresnacktschnecke aus Brasilien

Moderne, hochwertige taxonomische Arbeit, Revisionen größerer, weit verbreiteter, gar zirkumtropischer Gruppen, phylogenetische Rekonstruktionen, Analysen der Evolution über Ländergrenzen und Kontinente hinweg? Also das, was wir Profi-Taxonomen und Systematiker früher bevorzugt machten… „Nicht mehr möglich, vergiss es!“, heißt es nun oft. Während die Artenvielfalt gerade in den biodiversitätsreichen tropischen Ländern förmlich zerrinnt, weichen wir notgedrungen auf die wenigen Länder aus, die das Nagoya-Protokoll (noch?) nicht unterzeichnet haben oder auf ABS-Regelungen verzichten. 177 internationale Autoren, einschließlich vieler Editoren des “Mega-Journals” Zootaxa wie mir, schlagen deshalb vor, nicht-kommerzielle Forschung von den unserer Meinung nach völlig überzogenen und kontraproduktiven Restriktionen zu entbinden.

Ganz im Sinne der Grundgedanken der CBD: Schleunigst die globale Biodiversität erforschen und erhalten! Solange es sie noch gibt.

Prof. Dr. Michael Schrödl, ZSM

Artikel: Prathapan, K. D., Pethiyagoda, R., Bawa, K. S., Raven, P. H., Rajan, P. D. et al. (2018). When the cure kills—CBD limits biodiversity research. Science, 360(6396), 1405-1406.

Mehr zum Thema “Mensch macht Natur und sich selbst kaputt” auf: www.biodiversitot.de

Voucher Repatriation from SNSB-ZSM to Indonesia LIPI/MZB (in Bahasa Indonesia)

This November, ZSM has continued to repatriate samples from the IndoBioSys Project to Indonesia, Michael Balke paid a visit to LIPI’s division of Zoology, Museum Zoologicum Bogoriense (MZB) carrying two oversized suitcases full of boxes..

The IndoBioSys project is funded by the Bundesministerium für Bildung und Forschung within the bilateral “Biodiversity and Health” funding programme (Project numbers: 16GW0111K, 16GW0112) and funded by DIPA PUSLIT Biologi LIPI 2015-2016.

A foto gallery is here: https://www.facebook.com/pg/puslitbiologi/photos/?tab=album&album_id=1506142756138339

Perkuat Kerjasama Riset Bidang Kenakeragaman Hayati untuk Kepentingan Pembangunan Ilmu PengetahuandanTeknologi Nasionalantara Bidang Zoologi (MZB), LIPI dengan ZoologischeStaatssammlung München (ZSM)

MZB – Cibinong, Bogor Senin 6/11/2017 –  Telah  dilakukan serah terima spesimen serangga koleksi Bidang Zoologi yang dipinjam oleh Zoologische Staatssammlung München (ZSM), dalam rangka kegiatan proyek IndoBiosys dan pelatihan mounting spesimen. Serah terima spesimen yang dilakukan oleh salah satu peneliti IndoBiosys, Dr. Michael Balke kepada Pusat Penelitian Biologi – LIPI diterima oleh Prof Dr. Rosichon Ubaidillah MPhil yang merupakan Kepala Laboratorium Biosistematika Serangga dan Arthropoda Lain sekaligus sebagai Koordinator Proyek Kerjasama Penelitian LIPI dengan Lembaga Penelitian Jerman dengan Judul “Indoneian Biodiversity and Information System (IndoBiosys)”.

Selain itu turut pendampingi Dr. Djunijanti Peggie M.Sc. yang merupakan peneliti dan wakil kepala Laboratorium Biosistematika Serangga dan Arthropoda Lain dan beberapa teknisi laboratorium yang turut membantu proses pengecekan spesimen yang diterima. Total jumlah spesimen yang diterima adalah 1.900 spesimen yang di kemas dalam 22 box spesimen kering dan 33 botol  spesimen residu.

Semua spesimen yang di cek adalah spesimen Hymenoptera dan Coleoptera akan disimpan terlebih dahulu di ruangan dengan suhu -20o C (deep freezing) selama 1 minggu untuk proses sterilisasi sebelum spesimen disimpan ke dalam ruang koleksi.

Proyek IndoBiosys sendiri merupakan kerja sama penelitian keanekaragaman hayati (kehati) antara Pemerintah Indonesia yang diwakili oleh Pusat Penelitian Biologi – LIPI dengan Pemerintah Jerman yang diwakili oleh Museum für Naturkunde (MfN), Berlin, Germany. Pelaksanaan kegiatan riset didasarkan pada Memorandum of Understanding (MoU) antara LIPI dengan MfN yang ditandatangani di Berlin pada tanggal 28 November 2012. Sedangkan pelaksanaan teknis didasarkan pada Leter of Agreement (LoA), antara Pusat Penelitian Biologi – LIPI dengan MfN yang ditandatangani pada tanggal 19 November 2015 dan pelaksanaan penelitian ini resmi dilakukan dalam tahun 2015-2018. Salah satu anggota peneliti lembaga dari Jerman yang terlibat dalam IndoBiosys adalah Zoologische Staatssammlung München (ZSM). Tujuan dari kegiatan riset ini adalah untuk percepatan pengungkapan jenis keanekaragaman hayati melalui integrasi antara metode koleksi, identifikasi (morfologi dan molecular) dan penyimpanan data serta koleksi spesimen dari lokasi yang kaya keanekaragaman hayati (di Taman Nasional Gunung Halimun-Salak, Jawa Barat), serta untuk membangun sistem database yang bisa segera dimanfaatkan/diakses untuk kegiatan riset selanjutnya baik oleh peneliti maupun mahasiswa secara nasional dan global.

Kerjasama riset kehati telah dilakukan oleh Pusat Penelitian Biologi (Puslit Biologi)-LIPI dengan lembaga peneliti asing dari seluruh dunia yang diinisiasi oleh peneliti asing dan atau inisiasi bersama,  namun hasil penelitian belum maksimal untuk kepentingan nasional maupun LIPI terlebih terkait pembagian hasil penelitian mulai dari jumlah publikasi maupun hasil identifikasi spesimen yang dipinjam oleh peneliti asing sangat tidak seimbang. Dari hasil kerja sama penelitian dengan pihak asing, saat ini masih ada ratusan ribu spesimen kehati yang berada di lembaga penelitian di luar negeri yang belum dikembalikan ke Indonesia dan diperkirakan baru sekitar 10% yang di kembalikan ke Indonesia. Hal ini sangat disayangkan, mengingat spesimen yang sudah diidentifikasi dan diberi nama ilmiah merupakan data penting sebagai aset negara yang harus dikembalikan  untuk kepentingan riset selanjutnnya dalam rangka peningkatan kapasitas dan daya saing bangsa di bidang Iptek nasional. Mempertimbangkan hal-hal tersebut, paradigma kerjasama riset kehati LIPI telah diubah berdasarkan nilai dasar yang saling mengisi dan kesetaraan, nilai saling percaya (mutual trust), saling menghargai (mutual respect), dan saling menguntungkan (mutual benefit) antara para pihak. Selain itu, kerjasama penelitian harus mengedepankan kepentingan nasional, untuk peningkatan daya saing dan akan mendorong kemajuan bangsa dibidang Iptek.

Pusat Penelitian Biologi – LIPI mengeluarkan kebijakan untuk mensyaratkan dan menekan pihak peneliti asing yang bekerjasama untuk memenuhi beberapa komitmen yang telah dituangkan dalam LoA. Sebagai realisasi dari pelaksanaan komitmen nota kesepahaman pemindahan material kehati telah terlaksana dalam proyek IndoBiosys dengan mengembalian 4.080 spesimen ke Indonesia pada bulan April dan Mei 2016. Dilanjutkan pada hari Senin, 6 November 2017 telah dikembalikan 1.900 spesimen. Total spesimen yang telah dikembalikan per November 2017 adalah 5.980. Semua spesimen tersebut telah diidentifikasi secara morfologi dan melokeler dan telah di barcode dan merukapan aset negara yang akan disimpan, di data dan di rawat di Pusat Depositori spesimen Nasional untuk Fauna di MZB-LIPI. Dalam upaya penguatan prinsip kerjasama riset tersebut, saat ini data  invertebrate dari lokasi penelitian IndoBiosys di Taman Nasional Halimun-Salak meningkat, yang  sebelum Indobiosys, MZB hanya memiliki kontribusi data sebesar 9% untuk fauna Indonesia di dalam Barcode of Life Datasystem (BOLD), setelah proyek IndoBiosys berjalan kontribusi data MZB untuk fauna Indonesia meningkat hingga 55% data dan membuat lebih dari 23.000 catatan baru (Cancian dkk.,submitted). Data dan gambar-gambar spesimen akan segera dapat di akses pada website proyek IndoBiosis di www.indobiosys.org.

Dari kegiatan IndoBiosys ini, selain komitmen pengembangan kapasitas SDM dan fasilitas, saat ini sudah diberikan alat-alat laboratorium penunjang kegiatan penelitian seperti mikroskop, kamera, laptop dan tata cahaya mikroskop serta diseminasi prosedur sistem kerja pra-proses molekuler untuk DNA Barcoding di MZB (sama dengan yang digunakan di Jerman). Sedangkan untuk pembangunan kapasitas telah dilaksanakan seminar, pelatihan dan pendanaan melalui DAAD untuk penelitian bagi peneliti MZB ke Jerman dan juga beasiswa doctoral, sementara itu hasil publikasi Ilmiah dari Proyek IndoBiosys masih dalam proses pengerjaan dan beberapa artikel dalam proses publikasi.

Source: http://biologi.lipi.go.id/index.php/9-yt-sample-data/category1/624-return-shipment-zoologische-staatssammlung-muenchen-zsm-ke-museum-zoologi-bogoriense-mzb

Buch-Neuerscheinung „BiodiversiTOT “

Die Artenforscher Prof. Dr. Michael Schrödl (SNSB – Zoologische Staatssammlung München) und Dr. Vreni Häussermann (Biologische Forschungsstation Huinay, Chile) rufen in ihrem leicht verständlichen und aufrüttelnden Werk dazu auf, die globale Artenvielfalt endlich konsequent und rasch zu erfassen. Solange es sie noch gibt.

Insektensterben! Korallenbleiche! Überfischung! Das sind nur einige Spitzen eines Eisberges: Das 6. große Artensterben ist in vollem Gang. Wir Menschen spielen Killer-Asteroid mit unserem einzigen Planeten, insbesondere mit dem darauf in über 3 Milliarden Jahren evolvierten Leben. Erst der katastrophale Verlust an Lebewesen und an genetischer Vielfalt, dann an Arten: Keine andere der weithin anerkannten „planetarischen Grenzen“ wird rasanter überschritten, keine andere ist irreversibel – und keine andere wird dermaßen leichtfertig unterschätzt oder gar völlig ignoriert. Von der Öffentlichkeit, der Politik und leider auch der Wissenschaft.

Angeblich „Wissende bzw. Weise Menschen“, Homo sapiens, zerstören riesige Lebensräume, vergiften die Umwelt, versauern die Meere, heizen den Planeten auf, immer mehr und immer schneller. Ökologisch ein Wahnsinn, schließlich zerstören wir mit den Organismen und biologischen Systemen unsere eigene Lebensgrundlage – und ökonomisch auch: Auf mindestens 5 Billionen Dollar pro Jahr (!) wird der wirtschaftliche Schaden durch Verluste an der Artenvielfalt geschätzt! Unschätzbar ist der ideelle Wert der belebten Natur als Quelle von Erholung, Freude und Gesundheit. Dabei kennen wir wohl noch nicht einmal 20% aller Tierarten: Millionen von unbekannten Tierarten gibt es noch zu entdecken und zu beschreiben! Doch dafür gibt es weder genügend Stellen noch Forschungsmittel.

Das muss sich nach Meinung der Autoren schleunigst ändern: „Ziehen wir die Reißleine! Erforschen wir die Millionen neuer Arten! Geben wir ihnen Namen, Gesichter und Geschichten! Erkennen wir ihren Nutzen, holen wir sie aus ihrer scheinbaren Belanglosigkeit und machen wir sie für alle schützenswert! Lassen wir uns von einer echten Menschheitsaufgabe, der gemeinsamen Inventur aller Tierarten, inspirieren! Geben wir den zuständigen Museumswissenschaftlern, den Taxonomen, endlich die für ihre Arbeit nötigen Mittel!“. Und ja, wir alle müssen unsere Sichtweise und unser tägliches Verhalten schleunigst hin zu mehr Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit ändern, damit aus Biodiversität nicht BiodiversiTOT wird!

Ein Euro pro Buch (336 Seiten; ISBN 978-3-7448-6827-3) geht als Spende an Nachwuchswissenschaftler. Nähere Informationen auf www.biodiversitot.de

Neue Zeckenart in 100 Millionen Jahre altem Bernstein entdeckt

Sie ist mit einem Alter von rund 100 Millionen Jahren eine der ältesten Zeckenarten der Welt und wurde nach ihrer Herkunft benannt: Amblyomma birmitum. Forscher des Instituts für Mikrobiologie der Bundeswehr haben in Zusammenarbeit mit dem Museum für Naturkunde Berlin und der Zoologischen Staatssammlung München (SNSB-ZSM) die neue Zecke aus Burmesischem Bernstein, dem sogenannten Birmit aus Myanmar, beschrieben. Das Tier aus der Kreidezeit wurde als Einschluss bestens erhalten und ist die bisher älteste Art einer heute noch vorkommenden Zecken-Gattung.

Die Zecke Amblyomma birmitum eingebettet in rund 100 Millionen Jahre altem Burmesischem Bernstein. Foto: Chitimia-Dobler, Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr

Die engsten Verwandten der neuen alten Zecke sind heutige Schildzecken der Gattung , mit weltweit über 130 noch lebenden Arten. Die genaue Bestimmung der hier untersuchten Zecke anhand der typischen Merkmale war ausgesprochen schwierig und gelang der Zeckenexpertin Lidia Chitimia-Dobler vom Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr mithilfe einer Mikroröntgentomographischen Analyse (MikroCT). Die Zoologische Staatssammlung München stellte hierfür neben ihrem MikroCT-Gerät auch ihre langjährige Expertise in der 3D-Visualisierung von Kleinstlebewesen zur Verfügung. Die völlig zerstörungsfreie Untersuchung der inneren und äußeren Strukturen der rund 1,5 mm langen Zecke und deren dreidimensionale Darstellung erlaubte eine exakte Beschreibung der neuen Art.

Bei der Zecke handelt es sich um ein ausgewachsenes Weibchen, das durch ihre Einbettung in Harz vor knapp 100 Millionen Jahren perfekt konserviert wurde. Überraschenderweise fanden sich nicht nur Merkmale der heute noch lebenden Zecken-Gattung Amblyomma, sondern auch typische Merkmale der australischen Gattung Bothricroton. Amblyomma birmitum stellt somit ein seltenes Zwischenstadium in der Evolution der beiden Gattungen dar – ein sogenanntes Missing Link.

Dreidimensionale Darstellung der rund 100 Millionen Jahre alten Bernsteinzecke Amblyomma birmitum an … Foto: Ruthensteiner, SNSB-ZSM

Eine weitere bemerkenswerte Erkenntnis ergibt sich aus dem kreidezeitlichen Alter der Zecke und der Lebensweise der heute lebenden Amblyomma-Arten: Typische Wirtstiere für die nächsten Verwandten der Bernsteinzecke sind hauptsächlich Reptilien. An heutigen Waranen saugen beispielsweise gleich mehrere verschiedene Arten dieser Gattung. „Wir gehen davon aus, dass die neu entdeckte Zeckenart aus dem Burmesischen Bernsteinwald durchaus auch an Dinosauriern gesaugt hat“, so Zeckenspezialistin Lidia Chitimia-Dobler. Ein Szenario wie im Film Jurassic Park ist jedoch ausgeschlossen: Eine DNA-Analyse des Blutes, welches die Zecke zu ihren Lebzeiten von ihrem Wirt gesaugt hat, ist nach so langer Zeit definitiv nicht mehr möglich.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit der Wissenschaftler des Mikrobiologischen Instituts der Bundeswehr und der Zoologischen Staatssammlung München soll nun weiter ausgebaut werden: Erst kürzlich wurden mehrere für die Fauna Deutschlands neue Zeckenarten entdeckt. Die Experten der ZSM unterstützen die einschlägigen Untersuchungen durch ihre Erfahrungen in der genetischen Artbestimmung mittels DNA-Barcoding.

Publikation:
CHITIMIA-DOBLER, L., DE ARAUJO, B., RUTHENSTEINER, B., PFEFFER, T., & DUNLOP, J. (2017). Amblyomma birmitum a new species of hard tick in Burmese amber. Parasitology, 1-8. doi:10.1017/S0031182017000853

Two souls, alas, are dwelling in the amphibian breast

Tadpoles and frogs evolve as two separate life forms – despite being only one

Children worldwide are mesmerized by the amphibian life cycle as example for the complexity of life forms –  An egg turns into a tadpole which then undergoes metamorphosis to develop into a frog.  

But why is this step necessary? Couldn’t the tadpole have “learned” to reproduce, not needing the frog anymore? Or why don’t more frogs directly develop from eggs, foregoing the tadpole? – Ergo, what’s the evolutionary advantage of having both?

Charles Darwin was already puzzled by this question, looking at insect larvae and adult insects who likewise undergo metamorphosis. Since they are part of the same life form, he assumed that evolution in one phase surely must be mirrored by the other. But, since there are also such striking differences between a larva and an adult after metamorphosis, maybe evolution affects both phases differently, driving them apart? From this standpoint, one might invoke Goethe’s Faust, reciting: “Two souls, alas, are dwelling in my breast /And one is striving to forsake its brother”.

To decide between these “Darwinian” and “Faustian” viewpoints, an international team of researchers led by the University of Hull and Technical University of Braunschweig studied and compared frog and tadpole evolution of the model frog Xenopus, and the Madagascan mantellid frogs who encompass over 400 species descending from a common ancestor. In the study published in Nature Communications on May 15th, they found that the evolution of tadpoles is entirely independent from the evolution of frogs, despite that they merely represent two phases of the same organism — Faust: 1, Darwin: 0.

“Tadpoles and frogs evolving independently from one another is the explanation for the presence of two such strikingly different phases in the first place”, says Katharina Wollenberg Valero from the University of Hull. “Having different genetic programs responsible for generating adult and tadpole forms may allow each phase to adapt to changes in their environment independently, bypassing possible ill consequences for the other phase”.

Publication

Wollenberg Valero, K. C., J. Garcia-Porta. A. Rodriguez, M. M. Arias Villarraga, A. Shah., R. D. Randrianiaina, J. L. Brown, F. Glaw, F. Amat, S. Kunzel, R. D. Isokpehi, D. Metzler, and M. Vences. Phenotypic evolution is uncoupled among frog life history phases. Nature Communications, DOI:10.1038/NCOMMS15213.

Contact and inquiries:

Katharina Wollenberg Valero: k.wollenberg-valero@hull.ac.uk

Miguel Vences: m.vences-tu-bs.de

Neue DNA-Datenbank der Wasserinsekten verbessert Umweltüberwachung

Im Wasser lebende Insekten spielen eine große Rolle als Zeigerarten bei der Beurteilung der Gewässerqualiät von Bächen, Flüssen und Seen. Die Forscher der Zoologischen Staatssammlung München (SNSB-ZSM) veröffentlichten nun eine genetische Arten-Datenbank der Eintags-, Köcher- und Steinfliegen in Deutschland, die das Umweltmonitoring und die Beurteilung von Ökosystemen erleichtern soll.

Eintagsfliege Rhithrogena germanica (Foto: SNSB-ZSM).

Wasserinsekten sind vor allem bei der Bestimmung der Gewässergüte von Fließ- sowie Standgewässern von enormer Bedeutung. Viele Arten speziell der Eintags-, Köcher- und Steinfliegen sind so optimal an ihre Lebensräume angepasst, dass sie äußerst sensibel auf kleinste Veränderungen ihrer Umwelt durch beispielsweise Verschmutzung oder auch klimatische Abweichungen reagieren. Die Reaktion der Insektenfauna auf veränderte Standortbedingungen werden heute oft zum Zwecke des Umweltmonitoring genutzt. Ökologen können durch die Erfassung der vorkommenden Arten und der Artgemeinschaften innerhalb eines Biotops unter anderem Rückschlüsse auf Wasser- oder Bodenqualität ziehen und somit dessen ökologisches Gleichgewicht bewerten.

Leider gestaltet sich die Artbestimmung bei diesen sogenannten Bioindikator- oder Zeigerarten in der Praxis oft sehr schwierig. Vor allem die Larven sind selbst für Experten anhand ihrer äußeren Merkmale kaum zu unterscheiden. Artbestimmungen sind somit meist zeitaufwändig, teuer und oft fehlerhaft.

Forscher der Zoologischen Staatssammlung München geben Ökologen und Umweltgutachtern mit ihrer nun veröffentlichten Gen-Datenbank für Eintags-, Köcher- und Steinfliegen ein wichtiges Werkzeug an die Hand. Im Rahmen ihrer DNA-Barcoding Projekte haben die ZSM Wissenschaftler die genetischen Fingerabdrücke – sogenannte DNA-Barcodes – von über 2600 Exemplaren der Wasserinsekten aus den drei Gruppen erfasst. Diese konnten insgesamt 363 verschiedenen Arten zugeordnet werden, was rund zwei Dritteln aller in Deutschland vorkommenden Arten entspricht. Diese genetische ‚Bibliothek des Lebens‘ dient nun als solide Referenz für zukünftige Artbestimmungen und gibt Ökologen eine schnellere und zuverlässigere Methode zur Identifikation von Indikatorarten an die Hand.

„Die neu von uns aufgestellte DNA-Datenbank beinhaltet alle für ökologische Fragestellungen relevanten Arten“, so Jérôme Morinière, taxonomischer Koordinator an der ZSM, „unser Ziel ist der weitere Ausbau unserer „Bibliothek des Lebens“ und deren Nutzbarkeit für Prozesse im Umwelt- oder Biodiversitätsmonitoring.“

“Nischen im Fokus” – Artenvielfalt im Bayerischen Wald

“Nischen im Fokus” lautet der Titel der neuesten Ausgabe von “aviso – Zeitschrift für Wissenschaft und Kunst” des Bayerischen Staatsministeriums für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst  – unter anderem mit einem Artikel von Prof. Dr. Gerhard Haszprunar zum Kooperations-Malaisefallen-Projekt der ZSM mit dem Nationalpark Bayerischer Wald.

Zur vollständigen Ausgabe von

aviso – Zeitschrift für Wissenschaft und Kunst in Bayern, Hg. Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst, 1/2017 – Nischen im Fokus

Zum Artikel von Prof. Dr. Gerhard Haszprunar
Artenvielfalt ist Nischenvielfalt – Biodiversität im Bayerischen Wald

Zum Kooperationsprojekt mit dem Nationalpark Bayerischer Wald
Malaisefallen-Projekt und Pressemeldung “Es wimmelt im Nationalpark Bayerischer Wald”

Tiefseemonsterschnecken: Neue Art, neue Gattung, neue Familie!

In der Straße von Mozambik entdeckten Tiefseeforscher zwei seltsame Meeresnacktschnecken. Weil nicht einmal die Experten wussten, zu welcher Tiergruppe die beiden spannenden Exemplare gehören könnten, trugen sie zunächst den Decknamen „Monster“. Erst unsere molekularen und mikroanatomischen Untersuchungen entlarvten die enigmatischen Schnecken eindeutig als Vertreter der Acochlidia (Gastropoda: Heterobranchia). Diese sind eigentlich winzige Bewohner der marinen Sandlückenfauna, aber einige Arten kolonialisierten darüber hinaus das Süßwasser, und Arten der Familie Aitengidae leben amphibisch in der Spritzwasserzone oder eroberten sogar das Land (siehe ZSM Collection Blog vom 14.03.2016).

Unser Tiefsee”monster” Bathyhedyle boucheti: Lebendes Tier, anatomisches 3D Modell und molekularphylogenetische Analyse.

Die nur knapp 1cm kleinen, feinen Tiefseemönsterchen repräsentieren nicht nur eine neue Art, wir nannten sie Bathyhedyle boucheti, sondern auch eine neue Gattung und sogar eine bis dato unbekannte Familie. Diese neu entdeckte Evolutionslinie ist wirklich etwas ganz Besonderes: Sie enthält den ersten marin-benthischen Acochlid, den ersten Acochlid aus der Tiefsee, und die erste und bisher einzige dokumentierte Tiefseenacktschnecke innerhalb der Panpulmonata.

Wer sind nun die nächsten Verwandten unserer Bathyhedylidae aus den Tiefen des Ozeans? Nein, keine anderen Meerestiere, sondern ausgerechnet die (semi)terrestrischen Aitengidae, also die Acochlidien, die das Meer weitgehend verlassen haben.

Schwesterngruppenverhältnisse zwischen Flachwasser- und Tiefseearten sind aus einigen Invertebratengruppen, etwa Krustentieren oder Stachelhäutern, bekannt. Schwestern in der Tiefsee und mit amphibisch-terrestrischer Lebensweise gab es bisher nicht. Ob wir wohl noch Bindeglieder, missing links in anderen Ozeanen finden? Die Tiefsee hält sicher noch so einiges an Geheimnissen für uns Schneckenforscher parat – nicht nur neue Arten, sondern auch komplett neue Linien der Gastropodenfauna.

Neusser TP, Jörger KM, Lodde-Bensch E, Strong EE & Schrödl M (2016). The unique deep sea—land connection: interactive 3D visualization and molecular phylogeny of Bathyhedyle boucheti n. sp. (Bathyhedylidae n. fam.)—the first panpulmonate slug from bathyal zones. PeerJ 4:e2738; DOI 10.7717/peerj.2738. (https://peerj.com/articles/2738/)

Timea Neusser & Michael Schrödl, ZSM & LMU