Der Aufstieg der Heterobranchier (Gastropoda) – vergleichende Mikroanatomie und frühe Evolution

• Antragsteller: Dr. Bastian Brenzinger
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere ; Evolution, Anthropologie ; Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 419974396

Kombinierte Ansätze von Genetik und Morphologie haben das Potential die Evolutionsgeschichte der Lebewesen schrittweise zu klären. Die heterobranchen Gastropoden (Klasse Heterobranchia) sind eine der zwei größten Untergruppen der Schnecken und damit auch der Mollusken; der Ursprung der abgeleiteten und mit Abstand größten Untergruppe Euthyneura liegt aber noch im Ungewissen. Etwa ein Dutzend wenig bekannter, meist kleinwüchsiger und beschalter Familien von Meeresschnecken wurden seit knapp dreißig Jahren als Bindeglieder zwischen Euthyneura und den übrigen Gastropoden, einschließlich artenreicher Caenogastropoda, erkannt. Die Verwandtschaftsverhältnisse dieser phylogenetisch so relevanten "niederen" Heterobranchia sind aufgrund der bis dato mangelhaften Einbeziehung in integrative Studien immer noch nahezu ungeklärt, ebenso fehlen vergleichend-anatomische oder andere biologische Daten wodurch jegliche Interpretation phylogenetischer Hypothesen zu Heterobranchia und Euthyneura stark erschwert wird.Im beantragten Projekt beabsichtige ich den frühen Stammbaum der Heterobranchia zusammen mit erfahrenen Experten aus München, Harvard und Tokio zu klären und dabei hochauflösende Mikroanatomie (basierend auf 3D-Rekonstruktion histologischer und computertomografischer Daten) mit aktuellsten molekularphylogenetischen Methoden (Phylogenomics und Sanger-Sequenzierung) zu kombinieren. Uns stehen dafür bereits über mehrere Jahre entstandene Aufsammlungen von niederen Heterobranchiern zur Verfügung, welche alle Familien und mehr als die Hälfte der Gattungen abdecken. Darauf basierend sequenzierten wir bereits (in vielen Fällen erstmalig) das Barcoding-Fragment des COI-Gens von rund 100 Proben aller Familien, sequenzierten erste Transkriptome für die meisten Familien, und sammelten taxonomische Expertise, Material für mikroanatomische Analysen und begannen schon teilweise mit 3D-Rekonstruktionen.Dadurch erwarten wir in den nächsten drei Jahren die frühe Evolution der Heterobranchier komplett aufzuklären und dem dabei neu erhaltenen "Basisbaum" der Heterobranchier großflächig vergleichend-anatomisch mit mikroanatomischen Untersuchungen aller Organsysteme zu ergänzen und zu untermauern. Dies dürfte die umfassende Veränderung der Heterobranchier-Organe im Laufe von 400 Millionen Jahren Evolution präzise beschreiben, und damit erklären wie beschalte und fossil gut vertretene niedere Heterobranchier die zwei wichtigsten Großgruppen der Gastropoden, Caenogastropoda und Euthyneura, verbinden. Euthyneura enthalten die meisten der besser untersuchten und bedeutenden Meeresnacktschnecken und stylommatophoren Landschnecken. Unser Forschungsansatz dürfte letztendlich großes Erklärpotential für die Biologie und Evolution dieser beider artenreichen Gruppen haben, und damit für fast zwei Drittel aller Mollusken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen