Evolutionary transformations in the roach-termite transition zone
Final Report Abstract
Das geförderte Projekt untersuchte die Morphologie und Systematik der Blattodea, zu denen die rezenten Schaben und Termiten gehören. Die spezifischen Ziele waren die Klärung der Phylogenie der Blattodea mittels Transkriptomen, die Untersuchung verschiedener Aspekte der Morphologie der Gruppe sowie die Zusammenführung beider Punkte zu einem schlüssigen Bild der Evolution der Blattodea. Im Rahmen des Projektes wurde die erste Phylogenie der Gruppe erstellt, die auf Transkriptomen basiert. Durch diese Analyse konnten wichtige und bisher offene Aspekte wie z.B. die Verwandtschaftsverhältnisse der drei Hauptgruppen der Blattodea (Blattoidea, Corydioidea und Blaberoidea) oder die Tatsache, dass Lamproblattidae die Schwestergruppe der Cryptocercidae + Termiten darstellt geklärt werden. Diese solide phylogenetische Hypothese liefert die Grundlage für ein evolutives Verständnis der Gruppe. Die Kopfmorphologie der Schaben ist geprägt durch eine Kombination aus ursprünglichen (z.B. nach unten ausgerichtete Mundwerkzeuge oder fünf-gliedrige Maxillarpalpen) und abgeleiteten Merkmalen. Zu den letzteren gehören die Reduktion des medianen Ocellus, Oesotendons sowie die Zweiteilung mehrerer Muskeln. Der Termitenkopf ist stark modifiziert, was primär mit der sekundären Ausrichtung der Mundwerkzeuge nach vorne (Prognathie) zusammenhängt. Der Thorax der Blattodea ist bei den Schaben durch dorso-ventrale Kompression sowie das große Pronotum, das oft den Kopf überragt gekennzeichnet. Im Laufe des Projektes zeigte sich relativ schnell, dass eine sichere Einordnung der Merkmale der Blattodea nur erfolgen kann, wenn die Stellung der Gruppe innerhalb der Polyneoptera geklärt ist. Durch Analyse von Transkriptomen aller relevanten Gruppen konnte gezeigt werden, dass die Blattodea + Mantodea die Schwestergruppe zu Eukinolabia + Xenonomia darstellen, was eine Evaluierung von 112 Merkmalen der Lebensweise und des Körperbaus erlaubte. So stellt z.B. Sozialverhalten keinen ursprünglichen Zustand für die Polyneoptera dar, sondern entstand unter anderem innerhalb der Blattodea mehrfach unabhängig. Die Datierung des Blattodea Stammbaums durch Fossilien ergab jüngere Alter für viele Gruppen als durch ähnliche Analysen in vorherigen Artikeln vorgeschlagen. Ein weiterer zusätzlicher Merkmalskomplex, der untersucht wurde, obwohl er eigentlich nicht im ursprünglichen Antrag formuliert war, ist die Funktionsmorphologie der Schaben Mundwerkzeuge. Dazu wurden verschiedene Aspekte wie Beißkräfte, Kraftübertragungsquotienten sowie Muskellängen, Querschnitte und Volumen für verschiedene Tiere berechnet. Zusätzlich wurden mehrere Vertreter der neu-beschriebenen Ordnung †Alienoptera im burmesischen Bernstein sowie deren Bedeutung für den Übergang zwischen schaben-ähnlichen Vorfahren und rezenten Gottesanbeterinnen untersucht. Über Aspekte des Projektes wurden in verschiedenen Publikumsmedien wie Zeitungen (z.B. Osthüringer Zeitung, Der Standard) oder Fernsehen (MDR)berichtet.
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