scinexx | Rätsel um Ur-Käfer gelöst: Biologen charakterisieren Tiergruppe der „Archostemata“ - Käfer, Stammbaum, Evolution, Taxonomie, Fossileine, Arten, Insekten, Archostemata, Perm, Pflanze, Kreidezeit

Montag, 13.02.2012

Rätsel um Ur-Käfer gelöst

Biologen charakterisieren Tiergruppe der „Archostemata“

Ein Auslaufmodell der Evolution, die urtümlichen Käfer der Tiergruppe der Archostemata, haben jetzt Jenaer Biologen erstmals im Detail untersucht. Dabei konnten sie feststellen, welche Rolle diese seltenen Insekten im Stammbaum der Käfer spielen. In der Fachzeitschrift „Cladistics“ berichten sie aber auch noch über andere gelöste Rätsel um die Ur-Käfer.


Tetraphalerus bruchi © Rolf Beutel /FSU

Archostemata-Käfer bekommen auch Experten nur äußerst selten in freier Natur zu Gesicht. Denn die rund 40 heute noch existierenden Arten leben - seit nunmehr rund 200 Millionen Jahren - im Verborgenen. Sie zwängen sich durch dunkle, enge Spalten unter der Rinde von Nadelbäumen und sind durchweg äußerst selten. Unter den rund 350.000 Käferarten fallen sie damit kaum ins Gewicht.

„Es gibt Arten, von denen bislang lediglich ein einzelnes Exemplar gefunden wurde“, erklärt Rolf Beutel vom Phyletischen Museum der Universität Jena. „Andere hat man bereits seit mehr als 30 Jahren nicht mehr gesehen“, so der Professor für Zoologie und Entomologie weiter.

„Beetle Tree of Life“
Ihre Studie haben die Entomologen im Rahmen des Forschungsprojektes „Beetle Tree of Life“ - der Stammbaum der Käfer - der Harvard University durchgeführt, an dem Beutels Gruppe als einziges europäisches Forscherteam beteiligt ist. Mittels der Mikro-Computertomographie haben sie die Anatomie der Archostemata genauestens unter die Lupe genommen.

„Mit dieser Methode lassen sich sowohl äußere, vor allem aber innere Strukturen, wie Muskeln oder das Innenskelett dreidimensional und hochaufgelöst abbilden“, erläutert Beutel. Untersucht wurden vor allem eine Art aus Argentinien - Tetraphalerus bruchi - und Micromallthus debilis, ein Käfer mit einem extrem komplizierten Lebenszyklus. Die Wissenschaftler zogen aber auch fossile Vertreter der urtümlichen Insekten vergleichend in die Studie mit ein.

Archostemata als taxonomischer Mülleimer
Deren Ergebnis überrascht: „Im Grunde sind die Archostemata gar keine echte Gruppe“, so Beutel. „Vielmehr handelt es sich bei der Bezeichnung Archostemata um eine Art taxonomischen Mülleimer, in dem einfach alles gelandet ist, was altertümlich ist“, ergänzt Professorin Si-qin Ge von der chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking.

Die Forscherin hatte 2007 als Post-Doc an der Jenaer Universität entscheidenden Anteil an den nun veröffentlichten Daten. Das bedeute, dass die Archostemata neu definiert werden müssen. Die ältesten bekannten Käfer aus dem Perm gehören nicht in diese Gruppe sondern in die Stammlinie der gesamten Käfer.

Allein die heute noch lebenden Vertreter stellen tatsächlich eine so genannte monophyletische Gruppe dar. „Sie weisen eine Reihe von gemeinsamen Schlüsselmerkmalen auf“, so Beutel. Charakteristisch sind die noch nicht vollständig sklerotisierten Vorderflügel, die im Gegensatz zu allen übrigen Käfern noch beim Flug eingesetzt werden. Auch die Ausstattung mit Muskeln ist wesentlich ursprünglicher als bei anderen Vertretern.

Ablauf der Evolution aufgeklärt
Dank des Vergleichs mit fossilen Vertretern konnten die Jenaer Insektenforscher auch die evolutiven Schritte rekonstruieren, die während der frühesten Verzweigungsereignisse innerhalb der Käfer stattgefunden haben. Ein entscheidender Schritt der von den besonders artenreichen Gruppen der „modernen“ Käfer vollzogen wurde, war die enge Bindung an bedeckt-samige Pflanzen. Zusammen mit diesen sehr artenreichen Samenpflanzen haben sie während der Kreidezeit eine rasante evolutive Entfaltung durchlaufen.

Heute sind die Käfer die artenreichste Insektengruppe überhaupt und stellen etwa ein Viertel aller bekannten Organismen. Dabei führen die Archostemata aber ein Schattendasein. „Heute kann man sie getrost als Auslaufmodell der Evolution bezeichnen“, so Beutel. Es sei durchaus möglich, dass die meisten Arten bald völlig verschwunden sind oder die ganze Gruppe komplett ausstirbt.

Mit der Charakterisierung der Archostemata hat sich das Interesse der Insektenforscher von der Jenaer Universität jedoch noch lange nicht erschöpft. Derzeit kooperieren sie mit den chinesischen Kollegen um Ge in einem Projekt zur Untersuchung von Blattkäfern - einem weiteren Baustein zum kompletten „Beetle Tree of Life“.

(idw - Universität Jena, 19.03.2008 - DLO)

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