Ob Dachs, Wiesel oder Fischotter: Marder unterscheiden sich nicht nur äußerlich voneinander, sondern auch durch ihre Art der Fortbewegung. Brandon Kilbourne untersucht, wie sich die Gliedmaßen der verschiedenen Marderarten evolutionär entwickelt haben. Für sein Projekt beschäftigt er sich mit bisher 41 von insgesamt 60 Arten, die alle einen gemeinsamen Vorfahren haben. Die Arten lassen sich aufgrund ihrer Fortbewegung in vier Gruppen aufteilen: Schwimmer, Kletterer, Gräber und Generalisten.
Die Vermessung der Knochen
Wie haben sich Körperglieder insbesondere durch unterschiedliche Fortbewegungsgewohnheiten verändert? Um Antworten zu finden, hat Kilbourne zunächst einzelne Knochen der Gliedmaßen auf Länge und Durchmesser untersucht. Anschließend hilft Computertomographie bei der knocheninternen Strukturerfassung, um zu erfahren, wie gut die Knochen Druck, Verbiegung und Verdrehung standhalten können. Im Präparationslabor des Museum für Naturkunde Berlin misst er verschiedene Parameter wie die Länge der Muskelfaserbündel und Muskelmasse. Anhand der Länge dieser Faserbündel kann ermittelt werden, wie sehr sich die Muskeln potentiell zusammenziehen lassen. Die Muskelmasse gibt Aufschluss über die Fähigkeit des Muskels zur mechanischen Kraftübertragung. „Alle Prozesse, die einzelne Gliedmaßen geschaffen haben, sind ziemlich beeindruckend“, erklärt Kilbourne. Mit Hilfe von Computerprogrammen kann der Forscher die Evolution dieser Tiere simulieren und hat entdeckt, dass sich die inneren und äußeren Dimensionen der Knochen wahrscheinlich durch verschiedene evolutionäre Prozesse entwickeln
Schwimmen kostet Kraft
In Bezug auf die vier Bewegungsgruppen prognostizierte der Wissenschaftler, dass Schwimmer und Gräber, da Wasser und Erde dichtere Stoffe sind als Luft, daher viel stärkere und größere Knochen haben sollten als Mitglieder anderer Bewegungsgruppen. Darüber hinaus sollten robustere Knochen bei Schwimmern wahrscheinlich dazu beitragen, den Auftrieb beim Schwimmen zu verringern. Die aktuellen Ergebnisse stimmen mit diesen Vorhersagen überein. Von den vier Gruppen haben Kletterer die empfindlichsten Knochen. Die Ergebnisse deuten derzeit darauf hin, dass sich die Muskeln infolge von Veränderungen der Knochengeometrie stärker verändern könnten. Zukünftig ist geplant, noch weitere seltene asiatische und nordamerikanische Spezies zu untersuchen.
Kooperationspartner
Humboldt-Universität zu Berlin
Laufzeit
01.04.2015 – 31.03.2018
Finanzierung
Deutsche Forschungsgemeinschaft - DFG