Funktion, Form und Evolution der Nahrungsmanipulation bei Urodela

• Antragsteller: Professor Dr. Martin S. Fischer, seit 12/2019
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere ; Biologie des Verhaltens und der Sinne ; Biophysik ; Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318358183

Wirbeltiere haben im Laufe ihrer Evolution eine beachtliche Vielfalt von Nahrungsaufnahmemechanismen entwickelt um erstaunlich viele Nahrungsquellen nutzen zu können. Nach der Erfassung eines Nahrungsobjektes spielen intraorale Manipulationsmechanismen eine zentrale Rolle um Nahrung mechanisch zu zerkleinern und so eine effiziente Verdauung zu ermöglichen. Manipulationsmechanismen können bei den verschiedenen Wirbeltiergruppen sehr unterschiedlich ausgeprägt sein. Gemeinsam sind allen intraoralen Zerkleinerungsmechanismen aber rhythmische und zyklisch koordinierte Bewegungen von Schädelelementen, Kiefer- und Hyobranchialsystem (Kiemensystem bei kiementragenden Wirbeltieren bzw. Zunge bei Landwirbeltieren). Während Manipulationsmechanismen bei Amnioten (Säugetiere und Sauropsiden) und Fischen gut untersucht wurden, gibt es kaum Befunde über Lissamphibien (rezente Amphibien), obwohl gerade Lissamphibien durch ihre basale phylogenetische Stellung innerhalb der Tetrapoda (Landwirbeltiere) von großer Bedeutung sind. Innerhalb der Lissamphibia sind die Urodela (Salamander) von besonderem Interesse da sie sich durch einen relativ konservativen Bauplan, primär aquatischen kiementragenden Larven und sehr unterschiedlich ausgeprägten Adultformen auszeichnen. Aus diesen Gründen bieten Urodelen die einmalige Möglichkeit funktionelle Aspekte aquatisch-terrestrischer Übergänge experimentell zu ermitteln um graduelle Funktionsveränderungen im Zuge der terrestrischen Evolution der Wirbeltiere rekonstruieren zu können. Das beantragte Projekt zielt darauf hinaus Funktion, Form und Evolution von Nahrungsmanipulationsmechanismen in 12 Urodelen-Arten aus 8 (von insg. 10) Familien zu untersuchen. Im Zuge des Projektes sollen verschiedene Fragestellungen behandelt werden um grundlegende Erkenntnisse über die Diversität von Manipulationsmechanismen bei Urodelen zu erlangen. Z.B. sollen Unterschiede zwischen aquatischen und terrestrischen Nahrungsmanipulationsvorgängen, oder Einflüsse verschiedener Nahrungsobjekte auf die Manipulationsmechanismen, ermittelt werden. Zugleich soll untersucht werden wie Bewegungsmuster und -Koordination während der Metamorphose von einer kiementragenden Larve hin zu einer landlebenden, metamorphosierten Form verändert werden. Des Weiteren hat die Beißkraft einer Art einen starken Einfluss auf das Nahrungsrepertoire und auf den verwendeten Nahrungsmanipulationsmechanismus. Entsprechend soll in diesem Projekt die Beißkraft in verschiedenen Gruppen experimentell gemessen werden um funktionelle Konsequenzen verschiedener Kopfmorphologie ermitteln zu können. Die im beantragten Projekt experimentell ermittelten Erkenntnisse über Nahrungsmanipulationsmechanismen bei Urodelen werden durch die Integration mit morphologischen Daten fossiler Schlüsselamphibien eine Rekonstruktion der Evolution von Kau- und anderen Manipulationsmechanismen bei Amphibien und anderen Landwirbeltieren erlauben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Dr. Nicolai Konow
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Egon Heiss, bis 12/2019