Integration der 3D Mikroanatomie ausgewählter heterobrancher Gastropoden in die molekulare Phylogenie

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Schrödl
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 218384618

• Erstellungsjahr: 2017

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Projekt zielte darauf ab 1) molekulargenetische Stammbäume einer sehr artenreichen Schneckengruppe (Heterobranchia) zu rekonstruieren; 2) detaillierte anatomische 3D-Modelle von Vertretern kaum untersuchter Subgruppen zu erstellen und mögliche Homologien zu beurteilen; 3) molekulare und morphologische phylogenetische Evidenzen zu vergleichen und zu integrieren; 4) anhand eines möglichst gut aufgelösten und robusten Stammbaumes auf die Evolution des Phänotyps zu schließen. Es gelangen detaillierte 3D Modelle oder zumindest neue histologische Vergleichsdaten von Vertretern aller größerer Heterobranchierlinien, für viele Gruppen die ersten verlässlichen anatomischen Daten überhaupt. Die Projektergebnisse erzielten hervorragende Resonanz. B. Brenzinger erhielt u.a. den best student paper award für seinen Vortrag „Shells versus sequences? Origin of the „architectibranch“ Ringiculidae“ auf dem International Workshop on Opisthobranchia in Porto, 2015. Im Rahmen der Projektarbeiten gelang es uns, den auf Multilocus-Markern basierenden „Neuen Heterobranchierbaum“ phylogenomisch und mit weiteren Multilocus-Analysen zu stützen, insbesondere die Aufspaltung der Euthyneura in Acteonoidea plus Rissoelloidea, Nudipleura und Tectipleura (Panpulmonata plus Euopisthobranchia) steht nun robust. Dies widerspricht der traditionellen Aufteilung der Euthyneura in Opisthobranchia und Pulmonata. Die „Opisthobranchia“ zerfallen und auch die „Pulmonata“ resultieren nicht-monophyletisch, zumindest das klassische Konzept der „Lungenschnecken“ erscheint nicht haltbar und sollte in einem zukünftigen Projekt genauer hinterfragt werden. Überraschend erwiesen sich die „enigmatischen“ beschalten Ringiculoidae molekular als Schwestergruppe der Meeresnacktschnecken (Nudipleura), was durch potentielle Synapomorphien des Kopffußschildes und des zentralen Nervensystems gestützt werden konnte. Das gemeinsame neue Taxon auf (Über)Ordnungsniveau benannten wir „Ringipleura“. Es bildet nun einen Ast der basalen Euthyneuren-Tritomie, die weiterer, phylogenomischer Erforschung bedarf. Auch im Bereich der vormals nicht aufgelösten „lower heterobranchs“ ergaben sich bedeutende Fortschritte: Die Rhodopidae sind nach unseren neuen Analysen keine Euthyneura, sondern Schwester der beschalten Murchisonellidae. Zusätzlich deuten Multilocus-Analysen und morphologische Daten auf eine überraschende Schwestergruppenbeziehung von Tjaernoeiidae und Parvaplustrum hin. Weitere Heterobranchiergruppen mit hochgetürmten Schalen scheinen ein Monophylum zu bilden. Die Verwandtschaftsbeziehungen dieser Gruppen und mögliche Synapomorphien sollen sukzessive veröffentlicht werden. Auch wenn noch Unsicherheiten bestehen 1) an der Basis der Heterobranchia, 2) an der Basis der Euthyneura, und 3) an der Basis der Panpulmonata, erlauben unsere Stammbaum-Hypothesen bereits neuartige und höchst interessante Rückschlüsse auf die Evolution der Schalenformen, Kopfschilde, Tentakel- und Kopfnerven, die demnächst publiziert werden sollen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• 2013. 3D microanatomy of the semi-terrestrial slug Gascoignella aprica Jensen, 1985, a basal plakobranchacean sacoglossan (Gastropoda, Panpulmonata). Organisms, Diversity & Evolution 13: 583-603
  Kohnert, P., Brenzinger, B., Jensen, K.R. & Schrödl, M.
  
• 2013. At the limits of a successful bauplan – 3D microanatomy and evolution of Helminthope (Mollusca: Heterobranchia), the most worm-like gastropod. Frontiers in Zoology 10: 37
  Brenzinger, B., Haszprunar, G. & Schrödl, M.
  
• 2013. Insemination by a kiss? Interactive 3D-microanatomy, biology and systematics of the mesopsammic cephalaspidean sea slug Pluscula cuica Marcus, 1953 from Brazil (Gastropoda: Euopisthobranchia: Philinoglossidae). Organisms Diversity and Evolution 13: 33–54
  Brenzinger, B., Padula, V. & M. Schrödl
  
• 2014. 3D- microanatomy of the straight-shelled pteropod Creseis clava (Gastropoda, Heterobranchia, Euthecosomata). Journal of Molluscan Studies 80: 585-603
  Kubilius, R., Kohnert, P., Brenzinger, B. & Schrödl, M.
  
• 2014. A caenogastropod in 3D: microanatomy of the Munich endemic springsnail Sadleriana bavarica (Hydrobiidae). Spixiana 37: 1-19
  Koller, K., Brenzinger, B. & Schrödl, M.
  
• 2014. Flashback and foreshadowing - a review on the taxon Opisthobranchia. Organisms, Diversity and Evolution 14: 133-149
  Wägele, H., Klussmann-Kolb, A., Verbeek, E. & Schrödl, M.
  
• 2014. Microanatomy of shelled Koloonella sp. (Gastropoda: ‘Lower’ Heterobranchia: Murchisonellidae) does not contradict a relationship with Rhodopemorpha slugs. Journal of Molluscan Studies 80: 518-540
  Brenzinger, B., Wilson, N.G. & Schrödl, M.
  
• 2014. Phylogenomic analyses of deep gastropod relationships reject Orthogastropoda. Proceedings of the Royal Society Biological Sciences 281 (1794): 20141739–20141739
  Zapata, F., Wilson, N.G., Howison, M., Andrade, S.C.S., Jörger, K.M., Schrödl, M., Goetz, F.E., Giribet, G. Dunn, C.W.
  
• 2016. Ringiculid bubble snails recovered as the sister group to sea slugs (Nudipleura). Scientific Reports (Nature Publishing Group) 6: 30908
  Kano, Y., Brenzinger, B., Nützel, A., Wilson, N.G. & Schrödl, M.