Die Evolution der Panpulmonata (Gastropoda) - vergleichende (3D-) Mikroanatomie und Ultrastruktur

• Antragstellerin: Dr. Timea Neusser
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513333331

Neue phylogenetische Hypothesen basierend auf verschiedenen, kontinuierlich weiterentwickelten genomischen Datensätzen, stellen traditionelle Konzepte zur Evolution der Tiere in Frage. Die kritische Nachprüfung von morphologischen Merkmalsdatensätzen und die evolutionären Schlussfolgerungen können oft nicht mit den neuen molekular-phylogenetischen Studien Schritt halten. Vor einem Jahrzehnt wurde die Klassifizierung der Euthyneura (Mollusca) radikal reformiert und das neue Taxon ‘Panpulmonata‘ eingeführt. Panpulmonata ist die artenreichste und anatomisch vielfältigste Untergruppe der Gastropoden, die mehrfache Habitatswechsel aufweist. Deshalb ist Panpulmonata eine geeignete Modellgruppe, um die Evolution und Habitatswechsel zu erforschen. Obwohl das Konzept der ‘Panpulmonata‘ in der Wissenschaftsgemeinde weitgehend akzeptiert ist und mehrfach in phylogenomischen und transkriptomischen Studien bestätigt wurde, sind die ursprünglichen Merkmalszustände weitgehend unbekannt und Synapomorphien für Panpulmonata und größere Untergruppen fehlen. Die zweifelhafte Interpretation der wenigen vorhandenen morphologischen Daten und der allgemeine Mangel an detaillierten, verlässlichen und vergleichbaren mikroanatomischen und ultrastrukturellen Datensätzen verhindern unser Verständnis der Evolution der Panpulmonata und der morphologischen Anpassungen, die mit häufigem Habitatswechsel einhergehen. Originale Artbeschreibungen von Panpulmonaten waren oft auf die Beschreibung der Schale oder der Radula beschränkt oder basierten meist auf grob-morphologischen Präparationen. Filigrane Strukturen z.B. des zentralen Nervensystems wurden zwar histologisch untersucht, allerdings nur punktuell in einigen Arten. Es ist an der Zeit, die vermeintliche Morphologie der Opisthobranchier und Pulmonaten, die Homologien und die Evolution des Phänotyps zu überdenken. In diesem Projekt werden umfangreiche Datensätze mit verlässlichen und detaillierten vergleichbaren 3D-mikroanatomischen, histologischen und ultrastrukturellen Daten von panpulmonaten Vertretern aus verschiedenen Habitaten generiert. Um mikroanatomische Wissenslücken in kaum bekannten Gruppen zu schließen und Originalbeschreibungen nach zu untersuchen, zu erweitern und gegebenenfalls zu korrigieren, wird das Projekt histologische Semidünnschnittserien mit moderner Mikroanatomie vereinen, d.h. vergleichbaren, effizienten und innovativen bildgebenden Verfahren, wie z.B. 3D-Elektronenmikroskopie, µCT und serielles Block-face imaging. Basierend auf den detaillierten Datensätzen werden die traditionellen Pulmonaten- und Opisthobranchierapomorphien bewertet, frühere Homologie-Annahmen überdacht und die phylogenetische Relevanz der morphologischen Merkmale im Lichte aktueller Panpulmonaten-Hypothesen evaluiert. Die abschließende Rekonstruktion der Evolution der Organsysteme, Spermienultrastruktur, Ökologie und des Verhaltens führt zu einem neuen Verständnis der Evolution der Panpulmonata und ihrer häufigen Habitatswechsel.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen