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Gliedmaßen zum Klettern, Graben und Schwimmen – eine kleine Evolutionsgeschichte des Bewegungsapparats

Foto: pixabay, gellinger, cc0

Hintergrund

Eine bestimmte Anpassung an eine ökologische Nische – etwa die Spezialisierung aufs Graben – erfordert oft eine Anpassung mehrerer Merkmale, beispielsweise verschiedener anatomischer Strukturen in Muskulatur und Knochenbau. Dabei ist nicht immer klar ersichtlich, welchen Beitrag die Evolution verschiedenartiger Einzelmerkmale zum gesamten Anpassungsprozess leistet. Meine Forschung richtet ihr Augenmerk auf die Mustelidae, eine Säugetiergruppe, zu der Dachse, Marder, Otter und Wiesel zählen. Mardertiere eignen sich besonders zum Studium der evolutionären Anpassung der Gliedmaßen, denn innerhalb dieser Gruppe haben sich Spezialisten fürs Graben (Dachse), Klettern (Marder) und Schwimmen (Otter) herausgebildet, die alle von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen. Ich erhebe von den Mustelidae Daten wie die Außenmaße der Knochen (Länge, Durchmesser), deren innere Struktur (z.B. Knochenquerschnitte) und die Muskelarchitektur (etwa die Muskelmasse). Die äußeren Dimensionen eines Skeletts bestimmen, welche Hebelwirkungen die Muskulatur auf das Knochengerüst ausüben können, während die Innenstruktur der Knochen Aussagen erlaubt über die Fähigkeit des Knochens, Druck, Verbiegung und Verdrehung standzuhalten. Die Architektur eines Muskels definiert seine Fähigkeit, Kraft und mechanische Wirkung zu entfalten. Indem wir die Evolution dieser Merkmale im biomechanischen Zusammenhang untersuchen, erhalten wir neue Erkenntnisse darüber, wie sich aus der Ansammlung von Merkmalen eine evolutionäre Anpassung ergibt. Es handelt sich um ein unabhängiges Postdoc-Forschungsprojekt, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG und dem Museum für Naturkunde gefördert wird. Die voraussichtliche Laufzeit ist bis September 2018.

Methodik

Bei diesem Projekt wird eine breite Palette von Datenerhebungsmethoden eingesetzt. Dazu gehören die Feststellung der äußeren Knochenabmessungen mit dem Messschieber, µCT-Scans zur Untersuchung der inneren Knochenstruktur und anatomische Resektionen zur Untersuchung der Muskelarchitektur. Für diese Resektionen sind auch Reisen in die verschiedenen Länder erforderlich, in denen die verschiedenen Marderarten leben, also verschiedene Gegenden Deutschlands, aber auch Estland, Finnland, Dänemark, Brasilien, Argentinien, Chile, Südafrika und die Vereinigten Staaten.

Laufzeit

01.04.2015 -  30.09.2018

Finanzierung

  • Deutsche Forschungsgemeinschaft
  • Museum füe Naturkunde Innovation Fund