Expression der Opsine, Ultrastruktur der Augen und lichtabhängiges Verhalten bei den Tardigraden (Bärtierchen): Einblicke in die Evolution des visuellen Systems und der Photorezeption bei den Panarthropoden

• Antragsteller: Professor Dr. Georg Mayer
• Fachliche Zuordnung: Biologie des Verhaltens und der Sinne ; Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 322918072

Die Fähigkeit, Licht wahrzunehmen, ist bei den Tieren weit verbreitet. Dennoch ist die Evolution dieser komplexen sensorischen Fähigkeit noch nicht vollständig geklärt. Insbesondere wurde das visuelle System der Tardigraden (Bärtierchen) kaum erforscht. Trotz der Schlüsselstellung der Tardigrada als nächste Verwandte der Arthropoden sind bisher nur unzureichende Informationen über die Ultrastruktur deren Photorezeptoren und visuellen Organe verfügbar. Außerdem fehlen vollständig Daten zur Expression der Opsin-Gene, die erst kürzlich bei einer Tardigraden-Art identifiziert wurden, obwohl diese Proteine eine Schlüsselrolle bei der Lichtrezeption und dem lichtinduzierten Verhalten spielen. Das geplante Projekt umfasst deshalb die folgenden Hauptziele: (i) die Ultrastruktur der Photorezeptoren zu analysieren und eine 3D-Rekronstruktion der Augen bei Vertretern der zwei Hauptgruppen der Tardigrada (Heterotardigrada und Eutardigrada) durchzuführen, da diese Daten wesentliche Informationen über die visuellen Eigenschaften der Augen der Tardigraden liefern werden, (ii) alle bekannten Opsin-Proteine im Körper der Tardigraden zu lokalisieren, um aufzuklären, welche dieser Proteine am Sehprozess beteiligt sind und welche nicht-visuelle Moleküle sind, und (iii) das phototaktische bzw. photokinetische Verhalten des Tardigraden Hypsibius dujardini sowie die spektrale Sensitivität dieser Art zu untersuchen, um festzustellen, bei welchen Wellenlängen des Lichts eine Reaktion auftritt. Die neuen Daten werden uns helfen, das visuelle und photosensorische System der Tardigraden besser zu verstehen, und Aufschluss über dessen Evolution seit der Aufspaltung der drei Hauptgruppen der Panarthropoda (Arthropoda, Onychophora und Tardigrada) geben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen