Arthropod phylogeny: Development of the visual system and molecular characterization of neuronal stem cells in representatives of crustacea, hexapoda, "myriapoda" and chelicerata

• Applicant: Professor Dr. Steffen Harzsch
• Subject Area: Evolution, Anthropology
• Term: from 2002 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5349728

Die Phylogenie der Arthropoda ist trotz intensiver Arbeiten zu diesem Thema im vergangenen Jahrhundert nach wie vor Gegenstand intensiver Diskussionen. Bereits als sicher vermutete Schwestergruppenverhältnisse wurden kürzlich durch die Befunde der molekularen Phylogenie hinterfragt. Seit einigen Jahren tragen nun Studien aus dem Feld der Neurobiologie und insbesondere der Verknüpfung von Entwicklungs- und Evolutionsbiologie neue Merkmalskomplexe bei, die als Argumente in dieser Debatte genutzt werden können. Dabei wurde deutlich, dass das phylogenetisch auswertbare Wissen auf diesen Feldern noch ausgesprochen lückenhaft ist, sowohl was die Anzahl der untersuchten Taxa als auch der untersuchten Merkmale betrifft. So wurden viele Entwicklungsprozesse wohl bei Vertretern der Hexapoda detailliert analysiert, Vergleichsdaten aus den anderen Gruppen wie Crustacea, "Myriapoda" und Chelicerata fehlen aber. Eine Einbeziehung von möglichst vielen Vergleichsorganismen ist aber als Grundvoraussetzung anzusehen, will man die Diversität und Evolution von verschiedenen Entwicklungsstrategien verstehen. Ziel des beantragten Projektes ist es, beispielhaft zwei Aspekte der Entwicklung des Nervensystem vergleichend in verschiedenen Vertretern der Arthropoda im Hinblick auf die Phylogenie dieser Gruppe zu analysieren. Im ersten Teilprojekt sollen mit Hilfe des Proliferationsmarkers Bromodeoxyuridin und der Analyse von histologischen Dünnschnittserien die Neurogenese und mit Hilfe der Immunhistochemie der Muster von histaminergen Neuronen in visuellen Systemen von Vertretern der Progoneata, Chilopoda, Thysanura und Chelicerata untersucht und mit bereits bekannten Befunden aus Vertretern der Crustacea und der Pterygota verglichen werden. Im zweiten Teilprojekt sollen in zwei Vertretern der Crustacea Orthologe von aus Drosophila melanogaster bereits bekannten proneuralen und Segmentierungs-Genen isoliert (PCR), sequenziert und deren Expression (in-situ-Hybridisierung) in neuronalen Stammzellen in den sich entwickelnden Bauchmarksganglien der Versuchstiere analysiert und mit bekannten Befunden aus den Pterygota verglichen werden.

• DFG Programme: Research Grants