Röntgen-Tomographie-Gerät (Nano-CT)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mit Hilfe der Röntgenmikroskopie (Micro‐CT) konnten verschiedene Forschungsprojekte in den Forschungsgebieten Sexuelle Selektion, Systematik und Taxonomie sowie Neuroanatomie durchgeführt werden. Weiterhin konnten vielfältige nationale und internationale Kooperationen etabliert werden. Thematisch herauszustellen sind hier 1. Untersuchung der Anatomie und Funktionsmorphologie von Genitalstrukturen verschiedenster Tiergruppen, 2. Untersuchungen von Organsystemen für die Taxonomie und Systematik und 3. die Visualisierung von neuronalen Strukturen bei Wirbellosen. Der zerstörungsfreie Zugang zu den jeweiligen Strukturen ermöglicht detailreiche Rekonstruktionen der inneren Organisation von Organismen, ergänzt und erweitert die traditionelle, histologische Methode in idealer Weise. Zu 1. Die Micro‐CT Analyse verhalf zur Aufklärung verschiedener Phänomene, die im Kontext der Sexuellen Selektion evolviert sind und die von Männchen als Vaterschaftssicherungsstrategien eingesetzt werden: Wo wird das Material produziert, das Männchen einsetzen um den Zugang zu den Genitalien des Weibchens zu verstopfen? Wie tief reicht das übertragene Pfropf‐Material im weiblichen Genitaltrakt? Wie können Männchen Genitalstrukturen von Weibchen mit Hilfe ihrer Begattungsorgane entfernen? Die Micro‐CT Analysen wurden mit verhaltensbiologischen Untersuchungen und histologischen Analysen kombiniert. Weiterhin führte die Fixierung und Untersuchung von Käfer‐ und Spinnenpaaren in copula zur Aufklärung der Interaktion verschiedener Strukturen beider Geschlechter, zu Einblicken in die manipulativen Möglichkeiten der Männchen während der Verpaarung und zu Einblicken in das Potential der kryptischen Weibchenwahl. Zu 2. Die zerstörungsfreie Analyse der inneren Organisation hat sich besonders bei der Untersuchung von Typenmaterial, seltenen Exemplaren und Bernsteinmaterial bewährt. Verschiedene Projekte an Käfern, Spinnen, Libellen, Mantophasmatodea, Krebsen, Quallen sowie Zweiflüglern sind abgeschlossen oder werden derzeit bearbeitet und zeigen eine erstaunliche Detailfülle auch in getrockneten oder eingeschlossenen Exemplaren. Folglich konnten auch mehrere Revisionen und Neubeschreibungen durchgeführt werden. Zu 3. Mit Hilfe der Mikro‐CT Analyse gelingt es Substrukturen des Gehirns (Neuropilkompartimente) bis hin zu einzelnen olfaktorischen Glomeruli sogar bei sehr kleinen Arthropoden mit hoher Auflösung und z.B. mit allen assoziierten Nerven darzustellen. Für die Neuroanatomie ergänzt die Mikro‐CT bisherige neuroanatomische Techniken wie die Immunfluoreszenz. Sehr gute Ergebnisse konnten wir auch bei der Darstellung des Hippocampus im Gehirn der Maus erzielen. Die Röntgenmikroskopie in Kombination mit der in Greifswald vorhandenen Expertise in histologischen Methoden (Paraffin‐, Semidünnschnitt‐, Ultradünnschnitt‐Technik oder Immunohistochemie) sowie confocale Laser‐Scan Mikroskopie stellt insgesamt eine wichtige Erweiterung unseres Methodenspektrums dar und erlaubt es zerstörungsfrei weitere Details der Anatomie und Funktionsmorphologie zu analysieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2013). May salivary gland secretory proteins from hematophageous leeches (Hirudo verbana) reach pharmacologically relevant concentrations in the vertebrate host?. PLoS ONE 8(9): e73809
Lemke, S.; Müller, C.; Lipke, E.; Uhl, G.; Hildebrandt, J.‐P.
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(2014). A spider mating plug: origin and constraints of production. Biological Journal of the Linnean Society 113: 345‐ 354
Uhl, G.; Kunz, K.; Vöcking, O. & Lipke E.
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(2014). Ultrastructure of spermatozoa of Orsolobidae (Haplogynae, Araneae) with implications on the evolution of sperm transfer forms in Dysderoidea. Journal of Morphology 275: 1238‐1257
Lipke, E., Ramirez, M. J., Michalik, P.
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(2015). Evolutionary morphology of the hemolymph vascular system of basal araneomorph spiders (Araneae: Araneomorphae). Arthropod Structure & Development 44: 609‐621
Huckstorf, K., Michalik, P., Ramirez, M.J., Wirkner, C.S.
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(2015). Female control of mate plugging in a female‐cannibalistic spider (Micaria sociabilis). BMC Evolutionary Biology 15: 18
Sentenská, L., Pekár, S., Lipke, E., Michalik, P., Uhl, G.
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(2015). First evidence of neurons in the male copulatory organ of a spider (Arachnida, Araneae). Biology Letters 11: 20150465
Lipke, E., Hammel, J., Michalik, P.
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(2015). Potential and limitations of X‐ray micro‐computed tomography in arthropod neuroanatomy – a methodological and comparative survey. Journal of Comparative Neurology 523: 1281‐1295
Sombke, A., Lipke, E., Michalik, P., Uhl, G., Harzsch, S.
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(2015). Securing paternity by mutilating female genitalia in spiders. Current Biology 25: 2980–2984
Mouginot, P.; Prügel, J.; Thom, U.; Steinhoff, P.O.M.; Kupryjanovicz, J. & Uhl, G.
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(2015).Taxonomy and nomenclature of some mainland SE‐Asian Coeliccia species (Odonata, Platycnemididae) using micro‐CT analysis. Zootaxa 4059: 257–276
Steinhoff, P.O.M. & Uhl G.
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(2016). What nymphal morphology can tell us about parental investment – a group of cockroach hatchlings in Baltic Amber documented by a multi‐method approach. Palaeontologia Electronica 19.1.5A: 1‐20
Hörnig, M.K.; Sombke, A.; Haug, C.; Harzsch, S. & Haug, J.T.
