Trichopteran morphology in the age of phylogenomics - a novel approach to the evolution of structural and behavioural complexity in caddisflies (Insecta: Holometabola)

• Applicants: Dr. Frank Friedrich; Dr. Ralph S. Peters
• Subject Area: Systematics and Morphology (Zoology)
• Term: from 2012 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 225646270

Die Trichoptera (Köcherfliegen) umfassen etwa 14.000 beschriebene Arten. Sie sind eine der morphologisch am schlechtesten bearbeiteten Gruppen der Holometabola. Die Verwandtschaftsverhältnisse der Untergruppen werden sehr kontrovers diskutiert und insgesamt ist die Evolution der Trichoptera nur wenig verstanden. Die vier Familien der wahrscheinlich nicht-monophyletischen „Spicipalpia“ spielen eine Schlüsselrolle für das Verständnis der Evolution der Köcherfliegen. Die umfangreichen Teilgruppen Annulipalpia und Integripalpia sind hingegen gut begründete Monophyla. Wir werden eine umfangreiche Untersuchung der äußeren und inneren Morphologie des Kopfes und des Thorax von Larven und Imagines, unter Einbeziehung von Vertretern aller Spicipalpia-Familien sowie Arten der Annulipalpia und der Integripalpia, durchführen. Die Daten werden mit einer Kombination traditioneller (Histologie, REM) und innovativen Verfahren (µCT) erhoben. Die erzeugten Datensätze werden mittels 3-dimensionaler Rekonstruktionen analysiert und dokumentiert und in einer morphologischen Datenbank zugänglich gemacht (MorphDBase). Es werden (a) Untersuchungen morphologischer Merkmalskomplexe durchgeführt, die direkt mit Strukturen und Verhaltensweisen verbunden sind, die in der Evolution der Köcherfliegen starke Abwandlungen erfahren haben (z.B. Köcherbau und larvale Ernährungsweise), und (b) eine umfangreiche morphologische Datenmatrix erstellt. Die Resultate der Analysen des erhaltenen Datensatzes werden verglichen mit Analyseergebnissen, die auf sehr umfangreichen molekularen Daten (Transkriptome) beruhen, die in einem assoziierten Verbundprojekt erhoben werden (1KITE; siehe www.1kite.org). Die Ergebnisse werden es uns ermöglichen, die Hauptpunkte des Projekts bearbeiten zu können: (1) die Rekonstruktion der Phylogenie der Trichoptera, (2) die Rekonstruktion des Grundmusters der Trichoptera und der Amphiesmenoptera und (3) die Entschlüsselung der Evolution morphologischer Merkmalskomplexe (v.a. innere Strukturen: Muskulatur, Nervensystem, Drüsen etc.) und damit zusammenhängender Veränderungen im Verhalten und in der Lebensweise.

• DFG Programme: Research Grants