Diversifizierungsmuster und Bauplanevolution der Glasschwämme (Porifera: Hexactinellida) während des Phanerozoikums und eine kritische Evaluation evolutionärer Inferenzmethoden

• Antragsteller: Dr. Martin Dohrmann
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Bioinformatik und Theoretische Biologie ; Evolution, Anthropologie ; Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234384019

Schwämme (Phylum Porifera) der Klasse Hexactinellida (Glasschwämme) sind eine ökologisch wichtige aber wenig erforschte Gruppe von Tiefsee-Metazoen, die nur von einer handvoll Spezialisten weltweit bearbeitet wird. Glasschwämme haben einen langen und reichhaltigen Fossilbericht und waren wichtige Riffbildner im Mesozoikum. Die Verwandtschaftsbeziehungen vieler ausgestorbener Gruppen zu rezenten Taxa sind jedoch weitgehend unklar und die Diversifikationsdynamik der Hexactinelliden während des gesamten Phanerozoikums wird noch nicht ausreichend verstanden. Molekulare Phylogenien und Divergenzzeitschätzungen zeigen eine generell gute Übereinstimmung mit morphologiebasierten Systemen und dem Fossilbericht. Diese Ergebnisse haben jedoch auch aufgezeigt, dass die Evolution der Baupläne der Hexactinelliden, d.h. die verschiedenen Konstruktionstypen der Stützskelette der Schwämme, komplexer gewesen sein muss als bisher angenommen. Unglücklicherweise konnten einige der phylogenetisch wichtigsten Glasschwamm-Gruppen bisher nicht in die molekular-phylogenetischen Studien einbezogen werden, was es unmöglich macht zwischen den verschiedenen möglichen Szenarien der Skelettevolution zu unterscheiden und die Systematik der Hexactinelliden auf höherer Ebene aufzulösen. Das laufende Projekt zielt darauf ab, den existierenden molekularen Datensatz zu erweitern und eine gut aufgelöste, zeitlich kalibrierte Phylogenie der Glasschwämme zu rekonstruieren, welche dann, in Kombination mit Daten aus dem Fossilbericht, die Grundlage bilden soll um a) eine revidierte Klassifikation der Gruppe zu errichten, die die Integration von paläo- und neontologischer Forschung erleichtern soll, und b) die makroevolutionäre Diversifikationsdynamik (unterschiedliche Entstehungs- und Austerberaten der evolutionären Linien sowie deren Ursachen) der Hexactinellida während des gesamten Phanerozoikums zu rekonstruieren, was bisher noch nie für ein Taxon der Porifera durchgeführt wurde. Das Projekt konzentriert sich insbesondere darauf zu erforschen, wie, warum und wann die verschiedenen Skelett-Konstruktionstypen entstanden sind, was neue Erkenntnisse über die Plastizität der Bauplanevolution innerhalb der Schwämme und der Metazoa im allgemeinen liefern könnte. Im Rahmen des Projekts werden eine Reihe von modernsten Methoden zur Phylogenierekonstruktion, Divergenzzeitschätzung, Rekonstruktion phänotypischer Merkmalsevolution und Rekonstruktion von Diversifikationsratenmustern erkundet und einem kritischen Vergleich und Evaluation in Hinblick auf generelle Brauchbarkeit für die Evolutionsbiologie unterzogen. Das Projekt wird im Molecular Geo- and Palaeobiology Lab, Dept. für Geo- und Umweltwissenschaften, Paläontologie & Geobiologie, LMU München, durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kanada
• Kooperationspartner: Dr. Henry Reiswig