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Pressemitteilung 238/2010 vom 01.09.2010

Bereich: Forschung
Sachgebiet: Biowissenschaften

Zoologe birgt wissenschaftliche Schätze der Evolution

 

Die chilenische Onychophora-Art Metaperipatus inae.<br />
Foto: Georg Mayer
Die chilenische Onychophora-Art Metaperipatus inae.
Foto: Georg Mayer

Seit dem 1. September 2010 beschäftigt sich der Zoologe Dr. Georg Mayer - im Rahmen des hochkarätigen Emmy Noether-Programms der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) - als Nachwuchsgruppenleiter für die kommenden fünf Jahre mit einer nicht nur weitgehend unbekannten und wenig erforschten, sondern auch für Rekonstruktion der Evolution noch zahlreiche wissenschaftliche Schätze beherbergenden uralten Tiergruppe - den Onychophora.


Der am Institut für Biologie II der Universität Leipzig arbeitende Forscher untersucht - unter dem Stichwort "Evo Devo" (Evolutionary Developmental Biology) - die genetische Maschinerie und Entwicklung sowie das Nervensystem der so genannten Stummelfüßer (Onychophora), welche sich seit 200 Millionen Jahren kaum verändert haben. "Mein Interesse an den Onychophora wurde vor zehn Jahren in Australien und Tasmanien geweckt, wo ich sie zum ersten Mal lebend gesehen hatte. Ich war sofort fasziniert, und es erstaunte mich, dass relativ wenig über diese Tiere bekannt war", sagt der Wissenschaftler, der sich zunächst dazu entschieden hatte, im Rahmen einer Doktorarbeit (2002-2005) diese Tiergruppe tiefer zu erforschen.

"Aufgrund ihrer Bedeutung in evolutiven und phylogenetischen Fragestellungen sind die Onychophora noch immer ein wichtiger Bestandteil meiner Forschung", so Mayer. Inzwischen hat er bis auf die Antarktis alle Kontinente der Erde besucht, um verschiedene Stummelfüßer-Arten zu finden. In Leipzig hat der Biologe nun für Untersuchungen eine lebendgebärende (plazentale) Artenkultur aus Costa Rica etabliert. Auch plant er die Erforschung einer nicht-plazentalen Art aus Australien.

Zielstellung ist unter anderem, "Rückschlüsse auf evolutionär bedeutsame Veränderungen des letzten gemeinsamen Vorfahren der Gliederfüßer (Arthropoda) zu ziehen", erklärt der 35-Jährige. Mit Spinnen, Hundertfüßern, Krebsen und Insekten gehören etwa drei Viertel aller 1,3 Millionen beschriebenen Tierarten der Welt der Gruppe der Arthropoda an. Keine andere Tiergruppe habe fast alle denkbaren Lebensräume besiedelt. Eine der größten Herausforderungen der Zoologie sei es daher zu verstehen, wie sich der Bauplan dieser Lebewesen im Laufe der Evolution verändert hat.

"Die Arthropoda sind eine der diversesten und erfolgreichsten Tiergruppen der Erde und spielen daher für die Aufklärung evolutionärer Fragestellungen eine entscheidende Rolle. Nichtsdestotrotz sind noch viele Fragen zum Ursprung der komplexen Arthropoden-Baupläne offen, da bisher die Vergleichsbasis mit nah verwandten, jedoch einfacher aufgebauten Organismen - wie beispielsweise den Onychophora - fehlt", beschreibt Mayer seinen Untersuchungsansatz.

In dessen Arbeitsgruppe soll daher bei den von der Körperform her wurmartigen Tieren die Expression derjenigen Gene untersucht werden, die fundamentale Vorgänge während der Embryonalentwicklung steuern. "Diese Untersuchungen werden Rückschlüsse auf die molekularen Mechanismen des letzten gemeinsamen Vorfahren der Onychophora und Arthropoda erlauben. Außerdem werden wir das Nervensystem der Onychophora anhand verschiedener neurobiologischer Methoden analysieren, um zu verstehen, wie die Veränderungen im Körperbau mit der Evolution des Nervensystems zusammenhängen."

Neben den evolutiven werden auch biogeografische Fragestellungen beantwortet. "Beispielsweise spiegelt die reliktäre Verbreitung der Onychophora die Existenz des Gondwana-Landes vor über 175 Millionen Jahren wider, so dass die Untersuchung der Verwandtschaftsbeziehungen Rückschlüsse auf die Kontinentaldrift zulassen werden." Sein bald sechsköpfiges Team stellt der Wissenschaftler derzeit zusammen. Neben drei Doktorand/innen wird ein/e technische/r Assistent/in am Projekt zur Evolution der Körperform beteiligt sein. Außerdem untersucht ein Doktorand aus Brasilien über ein Stipendium des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD) die Phylogeografie der Stummelfüßer.

Seit acht Jahren ist Mayer, der in Bielefeld studiert hat und in Berlin promoviert wurde, aktiv den Stummelfüßern auf der Spur. Seine Dissertation schrieb der verheiratete Familienvater zur Entwicklung des Mesoderm bei den Onychophora. Während der Biologe anschließend in Australien an der Entwicklung des Nervensystems forschte, hatte er festgestellt, "dass es noch viele offene entwicklungsgenetische und neurobiologische Fragen zu den Stummelfüßern gibt", weswegen er sich für den Aufbau einer Emmy Noether-Nachwuchsgruppe bewarb. Seine künftige Forschungsarbeit, einschließlich der Untersuchung zahlreicher Gene, sieht der Wissenschaftler eingebettet in ein noch unüberschaubares Großes Ganzes: "Ich denke, dass mein Leben wahrscheinlich nicht reichen wird, alle offenen Fragen zu dieser Tiergruppe zu beantworten."

Als Nachwuchsgruppenleiter ist Dr. Georg Mayer auch mit dem personellen Aufbau seines Forschungsteams und dessen Ansiedelung im exzellenten wissenschaftlichen Umfeld des Instituts für Biologie II der Universität Leipzig betraut. Mayer arbeitet zudem mit verschiedenen (außer-)universitären Einrichtungen zusammen - dabei speziell mit Forschern aus den Arbeitsgruppen "Molekulare Evolution & Systematik der Tiere" sowie "Tier- und Verhaltensphysiologie" der Universität Leipzig. Er pflegt auch Kooperationen mit internationalen Kollegen, etwa von der Monash University und der University of Melbourne, welche vor allem in der Neurobiologie, Genetik, Ökologie und anderen zoologischen Fachrichtungen forschen.

Hintergrund Emmy Noether-Programm:

Ziel der fünfjährigen Förderung der DFG ist es, herausragenden Nachwuchswissenschaftler/innen mit einem exzellenten Forschungsprojekt die Möglichkeit zu geben, sich durch eigenverantwortliche Leitung einer Nachwuchsgruppe, verbunden mit qualifikationsspezifischen Lehraufgaben, auf direktem Wege für eine wissenschaftliche Leitungsaufgabe, insbesondere als Hochschullehrer, zu qualifizieren.

Hintergrund Stummelfüßer:

Die wurmförmigen Stummelfüßer (Onychophora), die nahezu ausschließlich auf der Südhalbkugel der Erde vorkommen, leben versteckt. Sie verkriechen sich in Laub, Moos oder in morschen Baustämmen, da sie hohe Luftfeuchtigkeit benötigen. Ihre vielen stummelförmigen Beine und Füßchen, die mit Krallen ausgestattet sind, gaben der seit mehr als 200 Millionen Jahren lebenden Tiergruppe ihren Namen. Die Onychophoren stellen mit bisher zirka 180 beschriebenen, äußerlich sehr ähnlichen Arten eine zahlenmäßig zwar kleine, phylogenetisch und zoogeografisch aber sehr bedeutende Gruppe dar.

Ein Bild von Dr. Mayer erhalten Sie gern auf Anfrage.

Katrin Henneberg

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letzte Änderung: 23.09.2017 

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