Molekulare Phylogenie und Evolution der Sericinae (Coleoptera) - Was erklärt Diversität polyphag herbivorer Insekten?
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt hat die bisher umfassendste phylogenetische Analyse der Sericinae und aller übriger Blatthornkäfer geliefert. Basierend auf den Verwandtschaftsbeziehungen der Gruppe wurde nach Faktoren gesucht, welche die besondere Artenvielfalt dieser nicht wirtsspezifisch herbivoren Insektengruppe erklären. Bis zum Ende des Projekts wurde DNA aus insgesamt ca. 900 Individuen extrahiert. Für ca. 600 Arten (einige mit multiplen Individuen) aus der ganzen Welt wurde ein kompletter Datensatz für einen nukleären (28S) und zwei mitochondriale Marker sequenziert (Cox1, rrnL) mit ca. 2300 bp erarbeitet. Durch die Kombination verschiedener Alignment-Algorithmen und -parameter bei längenvariablen rDNA Sequenzen konnte die Stammbaumhypothese hinsichtlich Merkmalsals auch taxonomische Kongruenz optimiert werden. Die Methodik wird in einer weiter verfeinerten Analyse für eine phylogenetische Analyse der Scarabaeidae verwendet. Eine erste grobe Altersschätzung für die Radiation der phytophagen Scarabaeiden konnte vorgenommen werden durch die erste Kalibrierung des Coleoptera Stammbaums, wonach die erfolgreiche Radiation dieser vor etwa 97 Millionen Jahren begann. Eine genauere Abschätzung für die Linien der Melolonthinae mit dem hier erstellten MrBayes Baum ergab ein hypothetisches Alter der Sericini von etwa 90 Millionen Jahren. Wichtige Splits können sich somit durch wesentliche tektonische Ereignisse des Aufbrechens Gondwanas erklären lassen. Ein Datierung mit den oligozänen Serica-Fossilfunden aus dem Florissant-Sedimenten führte zu sehr ähnlichen Datierungen. Als erste evolutive Trends konnten herauskristallisiert werden, a) die mehrfach voneinander unabhängige Entstehung multilamellater Antennen bei den Männchen der Sericini, b) eine grundsätzlich fehlende starke Differenzierung der Körperform unter den Sericini wie auch den herbivoren Scarabaeiden im allgemeinen und c) die generell diversere Form der Parameren der modernen altweltlichen Sericini. Korrelationsanalysen, die Speziationsraten mit morphologischer Divergenz vergleichen sind noch in der Bearbeitung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2007) A comprehensive phylogeny of beetles reveals the evolutionary origins of a superradiation. Science 318: 1913-1916
Hunt, T., J. Bergsten, Z. Levkanicova, A. Papadopoulou, O. St John, R. Wild, P.M. Hammond, D. Ahrens, M. Balke, M.S. Caterino, J. Gómez-Zurita, I. Ribera, T.G. Barraclough, M. Bocakova, L. Bocak, A.P. Vogler
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(2007): DNA-based taxonomy for associating adults and larvae in multi-species assemblages of chafers (Coleoptera: Scarabaeidae). Molecular Phylogenetics and Evolution 44: 436-449
Ahrens, D., Monaghan, M. T. & Vogler, A. P.
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(2007): Taxonomic changes and an updated Catalogue of Palearctic Sericini (Coleoptera: Scarabaeidae: Melolonthinae). Zootaxa 1504: 1-51
Ahrens, D.
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(2007): Type species designations of Afrotropical chafer genera of Ablaberini and Sericini (Coleoptera: Scarabaeidae: Melolonthinae). Zootaxa 1496: 53-62
Ahrens, D.
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(2008): Directed asymmetry reversal of male copulatory organs revisited in chafer beetles (Coleoptera: Scarabaeidae) – implications on left-right polarity determination in insect terminalia. Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research 46: 110–117
Ahrens, D. & Lago, P.K.
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(2008): Towards the phylogeny of chafers (Sericini): analysis of alignment-variable sequences and the evolution of segment numbers in the antennal club. Molecular Phylogenetics and Evolution 47: 783-798
Ahrens, D. & Vogler, A. P.
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(2009): Inferring speciation modes in a clade of Iberian chafers from rates of morphological evolution in different character systems. BMC Evolutionary Biology 9: 234
Ahrens, D. & Ribera, I.
