Virtuelle Paläontologie der Chengjiang-Arthropoden

• Antragsteller: Professor Dr. Roland Melzer
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 410561778

• Erstellungsjahr: 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die etwa 85 Arthropodenarten, die im Chengjiang-Fossilbericht gefunden wurden bilden eine Schatzkiste für das Verständnis der frühkambrischen Meere und die Evolution der Arthropoden generell. Das Projekt hat es sich zur Aufgabe gemacht, unter Einsatz moderner bildgebender Methoden (z. B. Mikro-Computertomographie) und fortgeschrittener 3D-Computertechniken das Verständnis über die Phylogenie und die funktionelle Ökologie diese Arthropoden zu vertiefen. Die Ziele des Projekts wurden erreicht, bislang unbekannte Merkmale der Kopfregion und der ventralen Körperanhänge entschleiert, die Genauigkeit der bekannten Merkmalssätze vertieft und erweiterte Phylogramme aufgestellt. Hierfür wurden diverse Programme im Rahmen einer 3D, virtuellen Palaeontologie eingesetzt, darunter auch neue Elemente wie Range-of-Motion-Analysen und 3D-Kinematik. In sechs zentralen Publikationen in hochrangigen internationalen Zeitschriften wurden Ercaicunia multinodosa, Jianfengia multisegmentalis, Leanchoilia illecebrosa, Leanchoilia obesa, Naraoia spinosa, Pygmaclypeatus daziensis, Retifacies abnormalis und Sinoburius lunaris analysiert. Weiterhin wurde eine zusätzliche Nebenkooperation aufgebaut in der “ROM”- Analysen und 3D-Kinamatik zur Untersuchung der Körperanhänge von Eurypteriden im Vergleich zu rezenten Arthropoden mit ähnlichen Bildungen eingesetzt wurden. Diese Aktivitäten ergaben weitere vier Veröffentlichungen. Im Rahmen des “MEC International Joint Laboratory for Palaeobiology and Palaeoenvironment”, einem Zusammenschluss von internationalen Chengjiang-Forschern wird unser Ansatz fortgeführt und erweitert, mit dem Ziel alle erhältlichen Chengjiang- Arthropoden unter Verwendung unseres neuartigen Ansatzes zu untersuchen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Moving legs: A workflow on how to generate a flexible endopod of the 518 million‐year‐old Chengjiang arthropodErcaicunia multinodosausing3D‐kinematics (Cambrian, China). Microscopy Research and Technique, 84(4), 695-704.
  Schmidt, Michel; Liu, Yu; Zhai, Dayou; Hou, Xianguang & Melzer, Roland R.
  
• Exites in Cambrian arthropods and homology of arthropod limb branches. Nature Communications, 12(1).
  Liu, Yu; Edgecombe, Gregory D.; Schmidt, Michel; Bond, Andrew D.; Melzer, Roland R.; Zhai, Dayou; Mai, Huijuan; Zhang, Maoyin & Hou, Xianguang
  
• EXPLORING ANOMALOCARIS RAPTORIAL APPENDAGES WITH 3D KINEMATICS. Geological Society of America Abstracts with Programs. Geological Society of America.
  Bicknell, Russell; Schmidt, Michel; Edgecombe, Gregory D.; Daley, Allison C.; Melzer, Roland R.; Wroe, Stephen & Paterson, John R.
  
• Intraspecific variation in the Cambrian: new observations on the morphology of the Chengjiang euarthropod Sinoburius lunaris. BMC Ecology and Evolution, 21(1).
  Schmidt, Michel; Liu, Yu; Hou, Xianguang; Haug, Joachim T.; Haug, Carolin; Mai, Huijan & Melzer, Roland R.
  
• Kinematics of whip spider pedipalps: a 3D comparative morpho‐functional approach. Integrative Zoology, 17(1), 156-167.
  SCHMIDT, Michel; MELZER, Roland R. & BICKNELL, Russell D. C.
  
• Retifacies abnormalis, a Cambrian Euarthropod With Detailed Ventral Morphology In The Light Of Computed Tomography. Conference Abstract, 3rd Palaeontological Virtual Congress.
  Zhang M., Liu Y., Hou X., Ortega-Hernández J., Mai H., Schmidt M., Melzer R.R. & Guo J.
  
• Three-dimensional kinematics of euchelicerate limbs uncover functional specialization in eurypterid appendages. Biological Journal of the Linnean Society, 135(1), 174-183.
  Bicknell, Russell D. C.; Melzer, Roland R. & Schmidt, Michel
  
• A SOLUTION TO THE INVERSE “T. REX PROBLEM” IN PTERYGOTID EURYPTERIDS. Geological Society of America Abstracts with Programs. Geological Society of America.
  Plotnick, Roy; Bicknell, Russell; Schmidt, Michel; Melzer, Roland R. & Kenny, Katrina
  
• Before trilobite legs:Pygmaclypeatus daziensisreconsidered and the ancestral appendicular organization of Cambrian artiopods. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 377(1847).
  Schmidt, Michel; Hou, Xianguang; Zhai, Dayou; Mai, Huijuan; Belojević, Jelena; Chen, Xiaohan; Melzer, Roland R.; Ortega-Hernández, Javier & Liu, Yu
  
• Spines and baskets in apex predatory sea scorpions uncover unique feeding strategies using 3D-kinematics. iScience, 25(1), 103662.
  Schmidt, Michel; Melzer, Roland R.; Plotnick, Roy E. & Bicknell, Russell D.C.
  
• Ventral Morphology of the Non-Trilobite Artiopod Retifacies abnormalis Hou, Chen & Lu, 1989, from the Early Cambrian Chengjiang Biota, China. Biology, 11(8), 1235.
  Zhang, Maoyin; Liu, Yu; Hou, Xianguang; Ortega-Hernández, Javier; Mai, Huijuan; Schmidt, Michel; Melzer, Roland R. & Guo, Jin
  
• Ventral organization of Jianfengia multisegmentalis Hou, and its implications for the head segmentation of megacheirans. Palaeontology, 65(5).
  Zhang, Xilin; Liu, Yu; O.'Flynn, Robert J.; Schmidt, Michel; Melzer, Roland R.; Hou, Xianguang; Mai, Huijuan; Guo, Jin; Yu, Mengxiao & Ortega‐Hernández, Javier
  
• Virtual Paleontology in Ancient Seas: A three-dimensional voyage through morphology and kinematics of early Palaeozoic marine arthropods. Dissertation, LMU Munich.
  Schmidt M.
  
• Raptorial appendages of the Cambrian apex predatorAnomalocaris canadensisare built for soft prey and speed. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 290.
  Bicknell, Russell D. C.; Schmidt, Michel; Rahman, Imran A.; Edgecombe, Gregory D.; Gutarra, Susana; Daley, Allison C.; Melzer, Roland R.; Wroe, Stephen & Paterson, John R.