Die Evolution des "Schwimmkrabben-Morphotyps" - ein Fall außerordentlicher Konvergenz?

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Richter
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 411683859

Der Begriff “Schwimmkrabbe” bezieht sich auf einen bestimmten morphologischen Typus (Morphotyp) innerhalb der sicher monophyletischen „echten Krabben“ (Brachyura). Schwimmkrabben unterscheiden sich von allen anderen Krabben durch eine Reihe von Strukturen, die gemeinsam ein Schwimmen mit den 5. (letzten) Pereiopoden (eigentlich Schreitbeinen) ermöglichen. Alle Schwimmkrabben, zusammen mit einigen nicht schwimmenden Arten, wie die bekannte Strandkrabbe Carcinus maenas, gehören zum Taxon Portunoidea. Die früher vorherrschende Annahme, dass es sich bei den Schwimmkrabben um ein Monophylum handelt, wird neuerdings angezweifelt, was impliziert, dass die morphologischen Anpassungen der Schwimmkrabben mehrfach unabhängig evolvierten. Die Hauptfragen, die in diesem Projekt beantwortet werden sollen, sind: (1) Sind die Schwimmbeine (und für das Schwimmen notwendige Strukturen des Axialskeletts) verschiedener Vertreter der Portunoidea homolog, oder ist die Fähigkeit, mit den 5. Pereiopoden schwimmen zu können, mehrfach unabhängig entstanden. (2) Welche Kombination von Merkmalen ermöglicht das Schwimmen mit den 5. Pereiopoden? (3) Was sind mögliche Präadaptationen (oder Prädispositionen) – bezogen auf die Körperform, das Axialskelett und die Extremitäten – die bei heterotrematen Krabben (zu denen Portunoidea gehören) vorhanden sind, nicht aber bei den beiden anderen Teilgruppen der Brachyura (Podotremata, Thoracotremata). Um diese Fragen beantworten zu können, werden wir den Lokomotionsapparat diverser Vertreter der Brachyura mit Hilfe von µCT und 3D-Rekonstruktion untersuchen. Merkmale und Merkmalszustände werden konzeptualisiert und auf bestehende Phylogeniehypothesen aufgetragen, um die Merkmalstransformationen, die zur Evolution des Schwimmkrabbenmorphotyps geführt haben, zu verstehen. Die lokomotorischen Fähigkeiten der Schwimmkrabben und zum Vergleich anderer Brachyura werden zum einen ex vivo durch virtuelle Rekonstruktion der maximalen Beweglichkeit der Schwimmbeine bestimmt, zum anderen in vivo durch Videoaufnahmen, die es ermöglichen, den realen Bewegungsumfang mit dem möglichen abzugleichen. Beide Methoden werden ermöglichen, den individuellen Beitrag einzelnen Strukturen zum Schwimmen abzuschätzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen