Die Biomechanik der Beißbewegung bei Libellen, Eintagsfliegen und Silberfischchen - Einblicke in die strukturellen Grundlagen der Kopfevolution der Insekten

• Antragsteller: Professor Dr. Alexander Blanke
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere ; Evolution, Anthropologie ; Mechanik ; Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 266707406

Insekten stellen nahezu zwei drittel aller bekannten Tierarten. Die frühesten Insekten (unter anderem Libellen, Eintagsfliegen und Silberfischchen) evolvierten vor über 400 Millionen Jahren. Insekten spielen generell eine wichtige Rolle als Bestäuber von Pflanzen oder als Krankheitsüberträger und werden daher intensiv erforscht. Die Biomechanik der Insekten ist bis jetzt jedoch nur teilweise verstanden. Ihr Bauplan, zum Beispiel der des Kopfes, zeigt eine hohe morphologische Diversität, die exakten biomechanischen Eigenschaften der unterschiedlichen Kopftypen sind jedoch unklar. Es ist nur wenig bekannt darüber, wie die Einzelteile des Kopfes zusammenarbeiten und wie die bemerkenswerte Leistungsfähigkeit des Beißapparates realisiert wird.In diesem Projekt werden modernste Abbildungsmethoden und Konstruktionssimulationen verwendet, um die ersten 3D Computermodelle von Insektenköpfen zu erstellen, die sowohl die Muskelaktivität als auch die Belastung des Insektenkopfes während der Beißbewegung darstellen können. So werden bis jetzt nicht zugängliche Informationen über deren Biomechanik gewonnen.Die Argumente für die Verwandtschaftsbeziehungen von Libellen, Eintagsfliegen und Silberfischchen basieren zur Zeit hauptsächlich auf Kopfmerkmalen. Da jedoch die biomechanischen Eigenschaften der Mundwerkzeuge und des Kopfes und deren Zusammenspiel unklar sind, ist es möglich dass unser derzeitiges Bild über die Evolution des Insektenkopfes falsch ist. Ähnlichkeiten in der Kopfmorphologie könnten auch auf gleichen mechanischen Ansprüchen basieren und nicht auf der Verwandtschaft der Tiere zueinander. Daher sind die Ziele dieses Projektes: (i) die Biomechanik des Insektenkopfes fokussiert auf Kopfform, Art der Mandibelartikulation und Muskulatur zu verstehen und (ii) Informationen über die funktionelle Abhängigkeit von einzelnen Kopfteilen zueinander zu gewinnen, um Theorien über die Evolution des Insektenkopfes zu validieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Professor Dr. Michael Fagan