Die Integration von Phylogenomik, Sammlungsbeständen, innovativer Morphologie und umfangreicher paläontologischer Daten - Phylogenie und Evolution der Adephaga (Coleoptera) als Modellfall

• Antragsteller: Dr. Michael Balke; Professor Dr. Rolf Georg Beutel; Professor Bernhard Misof, Ph.D.; Professor Dr. Oliver Niehuis
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 367847602

Molekulare Systematik hat in den letzten Jahrzehnten enorme Fortschritte gemacht. Die Evolution der Hexapoda basierte z.B. auf der Analyse von 1478 orthologen Genen von >100 Arten (1KITE). Morphologische Techniken haben sich ebenfalls stark verbessert was zu einer Renaissance der Erforschung struktureller Merkmale führte, als "evolutionäre Morphologie". Diese Fortschritte in Verbindung mit einer verstärkten Untersuchung von sehr reichen fossilen Sammlungen in China und Russland eröffnen ganz Möglichkeiten der Rekonstruktion der Evolution. Hier stellen wir einen Ansatz vor, der Phylogenomik, Morphologie und Paläontologie verbindet und zugleich Werkzeuge zur Erschließung von Sammlungsbeständen entwickelt, um extrem umfangreiche existierende Museumssammlungen einbinden zu können. Dafür fokussieren wir auf Käfer der Suborder Adephaga (45.000 spp.). Diese bewohnen sehr unterschiedliche Lebensräume, von terrestrisch bis aquatisch. Die evolutionären Muster die zu dieser bemerkenswerten ökologischen Vielseitigkeit führten, sind noch immer unklar. Terrestrische Carabidae sind die größte Familie (38.000 spp.), acht der zehn Familien sind jedoch mehr oder weniger aquatisch, mit einer beeindruckenden morphologischen Vielfalt und Lebensweise, darunter auffallend unterschiedliche Larvalbiologieen (zB Fütterung und Atmung) und Lokomotionstypen. Eine große Anzahl von Studien der Morphologie und Taxonomie der verschiedenen Taxa liegt vor, sind sowie morphologiebasierende Phylogenien. Allerdings sind phylogenetische Untersuchungen auf Basis molekularer Daten noch wenig umfangreich, in Konflikt mit morphologischen Befunden und fokussiert auf bestimmte Teilgruppen. Genomische Analysen fehlen und eine umfassende Analyse der Evolutionsgeschichte der Adephaga basiert auf einer robusten phylogenetische Hypothese und Kalibrierung mit gründlich untersuchten Fossilien steht aus. Das Projektziel ist daher: Erstellen einer robusten, zeitkalibrierten Rekonstruktion der Evolution der Adephaga basierend auf Transkriptom und target DNA enrichment Daten, Morphologie und paläontologischen Befunden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen