The protocerebrum and its sensory organs in maxillopodan crustaceans: testing the basal phylogenetic relationships within Tetraconata/Pancrustacea

• Applicant: Professor Dr. Stefan Richter
• Subject Area: Systematics and Morphology (Zoology)
• Term: from 2015 to 2020
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 285807604

• Final Report Year: 2020

Final Report Abstract

Zu verschiedenen Teilgruppen der Crustaceen liegen bisher kaum konsistente Daten zu grundlegenden morphologischen Merkmalen des Protocerebrum und der damit assoziierten Sinnesorgane vor. Insbesondere die Entwicklungsmorphologie dieser Strukturen kann uns Indizien zur Homologie bestimmter Strukturen liefern. So wurden weder der Zentralkomplex noch einzelne Kompartimente davon bei den Entwicklungsstadien der untersuchten Taxa sicher nachgewiesen, was für eine Reduzierung dieser Strukturen spricht. Weiterhin konnten wir Gemeinsamkeiten in der Entwicklung der optischen Neuropile von Argulus, Amphibalanus und dem Branchipoden Branchinella sp. aufzeigen und schlussfolgern, dass die beiden visuellen Neuropile (Lamina und Medulla) innerhalb der genannten Taxa homolog sind. Innerhalb der Copepoden wurden Übereinstimmungen der Innervierung des taxonspezifischen Photorezeptors (Gicklhornsches Organ) mit denen des Komplexauges bei anderen Crustaceen aufgezeigt, was auf eine Homologie dieser Strukturen hinweist. Ebenfalls gestützt wurde die Homologie der Frontalfilamentorgane innerhalb der Crustaceen durch den Nachweis der spezifischen Innervierung während der Entwicklung sowie das Vorhandensein kleiner, immunhistochemisch anfärbbarer Körper in den Frontalfilamentorganen.

Publications

• (2016) Nervous system development in the fairy shrimp Branchinella sp. (Crustacea: Branchiopoda: Anostraca): Insights into the development and evolution of the branchiopod brain and its sensory organs. Journal of Morphology, 277, 1423-1446
  Frase, T. & Richter, S.
  
• (2018): Tetraconatan phylogeny with special focus on Malacostraca and Branchiopoda: highlighting the strength of taxon-specific matrices in phylogenomics. Proceedings of the Royal Society B 285:20181524
  Schwentner, M.; Richter, S.; Rogers, D.C.; Giribet, G.
  
• (2020): From swimming towards sessility in two metamorphoses – the drastic changes in structure and function of the nervous system of the bay barnacle Amphibalanus improvisus (Crustacea, Thecostraca, Cirripedia) during development. Contributions to Zoology 89: 324-352
  Kalke, P., Frase, T. & Richter, S.
  
• (2020): The brain and the corresponding sense organs in calanoid copepods – evidence of vestiges of compound eyes. Arthropod Structure & Development 54
  Frase T.; Richter S.