Phylogenetische Analyse der Plectidae (Nematoda) an Hand von morphologischen, entwicklungsbiologischen und molekularen Untersuchungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Plectiden nehmen eine Schlüsselposition ein für die Frage der Entstehung der terrestrischen Secernentea, einer der wichtigsten Großgruppen der Nematoden, zu der nicht nur Modellorganismen wie Caenorhabditis gehören, sondern auch die meisten Taxa von Parasiten in Pflanzen und Tieren innerhalb der Nematoden. Es war daher vorrangiges Ziel, aus allen verfügbaren Daten ein Cladogramm als Grundlage für alle weiteren Diskussionen zu erstellen. Hierzu wurden Merkmale von 21 Arten verwendet, unter den Plectiden neben solchen von Plectus auch Anaplectus, Ereptonema und Tylocephalus, sowie von den nächsten Verwandten Teratocephalus und Rhabditiden (Secernentea) und Mononchidae als Vertreter der Außengruppe. Der errechnete Strikt-Konsensus-Baum erweist die Paraphylie der „Plectidae“, indem eine Teilgruppe (bestehend aus Ereptonema, Tylocephalus und dem jetzt Proteroplectus zu nennenden Teil der paraphyletischen „Plectus“) sich über einen rhabditis-artigen Klappenapparat und eine einheitliche Ovarienanlage als Synapomorphien für das Schwestertaxon bestehend aus Teratocephalidae und Secernentea begründen ließ. Die andere Teilgruppe (bestehend aus Anaplectus und Plectus im engeren Sinne) hätte demnach den ursprünglichen parietinus-artigen Klappenapparat im Pharynx-Bulbus sowie getrennte Anlagen für vorderes und hinteres Ovar beibehalten, wie es auch bei den Außengruppenvertretern vorkommt. Diese „ursprüngliche“ Plectus-Gruppe ist ferner durch (plesiomorph) bestachelte Eischalen oder (bei einer Teilgruppe) mit davon abgeleiteten arkadenartigen Netzen überzogene Eioberflächen ausgezeichnet, während in der Linie, in der die Abwandlung zum rhabditisartigen Klappenapparat und einer einheitlichen Ovarienanlage erfolgte, die Eier glattschalig wurden und zugleich eine im r–k–Kontinuum deutlich mehr zu „r“ hin verschobene Fortpflanzungsstrategie entwickelt wurde. Durch eine Erhöhung der Temperatur konnte bei zwei parthenogenetischen Arten Männchen und bei einer Art Intersexe induziert werden. Unter Nutzung der Bildung von Männchen als Marker für stattgefundene Amphimixis konnte erstmalig die Fortpflanzungsfähigkeit der Residualmännchen gezeigt werden. Die dadurch beobachtete Anreicherung von Männchen lässt die nach vorgestellter phylogenetischer Hypothese in der Linie der Secernentea zu fordernde Rückkehr von der bei „Plectidae“ vorhandenen Parthenogenese zum Gonochorismus nicht mehr unwahrscheinlich erscheinen. Weiterhin wurde festgestellt, dass auch „Plectidae“ entgegen der bisherigen Auffassung vier Jugendstadien haben. Erstmalig wurden für 8 „Plectus“-Arten Daten zur täglichen Reproduktion, zur Nachwuchsrate, Reproduktions- und Lebensdauer einzelner Weibchen erhoben und miteinander verglichen. Auf der Grundlage des Cladogramms ermöglichten sie die Hypothese, dass die Fortpflanzungsstrategie der Secernentea-Stammart in zwei evolutiven Schritten erzielt wurde, nämlich zunächst durch Verkürzung der Lebens- und Reproduktionsdauer (unter Beibehaltung der Nachwuchsrate pro Lebenszeit) und in einem nächsten Schritt durch eine Erhöhung der Reproduktionsrate pro Lebenszeit.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2009): Morphologische, ökologische und entwicklungsbiologische Untersuchungen ausgewählter Plectidae mit einem Entwurf eines Cladogramms
Seiml-Buchinger, R.
