Bauplaninnovationen in der Insektenwelt


Quelle: ag-evolutionsbiologen.de

Die mehr als 3000 Arten von Buckelzikaden (Membracidae) bewohnen überwiegend tropische und subtropische Lebensräume. Sie zeichnen sich durch einen so genannten Helm aus, einen dorsalen (d.h. rückenwärts gelegenen) Auswuchs des ersten Brustsegments (Pronotum), der meist die ganze Oberseite des Insekts abdeckt. Diese „kunstvollen“ Gebilde sind in ihrer Form überaus vielfältig.

Von Dr. Hansjörg HemmingerAG Evolutionsbiologie

Diese „kunstvollen“ Gebilde sind in ihrer Form überaus vielfältig. Sie dienen der Tarnung, der Mimikry usw. und imitieren Stacheln, Zweige, Dornen, ja sogar aggressive Ameisen und vieles andere. Die meisten Morphologen nahmen an, dass es sich bei diesen Gebilden um eine Vergrößerung des Rückenschilds handelt, obwohl eine Minderheit der Ansicht war, es handle sich um echte Körperanhänge, ähnlich wie Gliedmaßen und Flügel.

Eine Autorengruppe um Benjamin Prud’homme (Marseille) konnte nun zeigen, dass die letztere Deutung zutrifft (Prud’homme et al. 2011). Der Helm ist mit dem Pronotum gelenkartig verbunden, und dies zweiseitig. Er wird früh in der Entwicklung der Tiere, im sog. Nymphenstadium, paarig angelegt. Die Anlagen verschmelzen erst später entlang der Rückenmitte. Da außer Flügeln keine dorsalen Anhänge bei Insekten existieren, müsste der Helm dem ersten von drei Flügelpaaren homolog sein, die auch nach paläontologischen Funden zum Urbauplan der Fluginsekten gehören. (*) Eine Reihe von morphologischen Details stützt diese Annahme. Das erste Flügelpaar ist überall sonst verschwunden, seine Ausbildung wird seit rund 250 Millionen Jahren durch Hox-Gene unterdrückt. Speziell das Gen „Sex Combs Reduced“ (SCR) verhindert das Wachstum und die Gestaltung der Flügel des ersten Brustsegments. Bei den Buckelzikaden, und nur bei ihnen, wird die Repression umgangen, so dass eine Innovation des Bauplans auf hohem taxonomischem Niveau möglich wurde. Sie trat, gemessen an der Stammesgeschichte der Fluginsekten, vor nicht allzu langer Zeit auf, nämlich vor weniger als 40 Millionen Jahren. Die Autoren konnten nachweisen, dass der Transkriptionsfaktor „Nubbin“, der spezifisch die Flügelentwicklung steuert, bei der Entwicklung des Helms eine analoge Rolle spielt. (Ein Transkriptionsfaktor ist ein Protein, das die Aktivität einer DNA-Sequenz kontrolliert.)

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