Vergleichende funktionelle Morphologie des Kopfes moderner Kurzflügelkäfer (Coleoptera, Staphylinidae)

• Antragsteller: Professor Dr. Oliver Betz
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 421074752

Kurzflügelkäfer stellen mit mehr als 63.650 beschriebenen Arten eine der größten Insektenfamilien dar. Im Gegensatz zu phytophagen Insekten haben sie sich im Zusammenhang mit ihrer Lebensweise in der Bodenstreu diversifiziert. In dem Projekt soll in methodischer und konzeptioneller Weiterentwicklung früherer Arbeiten in einem integrativen funktions- und ökomorphologischen Ansatz die vergleichende funktionelle Kopfmorphologie moderner, meist räuberischer Vertreter analysiert werden. Dabei handelt es sich um mehrere artenreiche monophyletische Unterfamilien der traditionellen Staphylininen-Gruppe. Im Rahmen einer auch funktionelle Aspekte einbeziehenden Untersuchung soll ein umfassenderes Verständnis der Evolution und morphologischen Diversität dieser besonders artenreichen Kladen erzielt werden. Dabei werden auf der Basis einer auf Gamma CT- und REM-Arbeiten basierenden vergleichenden Kopfmorphologie (Mundwerkzeuge, Kopfmuskeln inklusive ihrer Ursprungs- und Insertionsstellen, Hypopharynx-Prämentum-Komplex, Tentorium, Prämentum) Aspekte der Funktion der Mundwerkzeuge mit direkten Experimenten und Beobachtungen zum Ernährungsverhalten (vor allem zum Beutefang- und Freßverhalten) verknüpft und vor einem phylogenetischen Hintergrund interpretiert. Insgesamt sollen 37 Vertreter aus sämtlichen Unterfamilien der traditionellen Staphylininen-Gruppe (unter Berücksichtigung der wesentlichen Triben) verglichen werden. Morphometrisch erhobene Daten zu den Mundwerkzeugen und den assoziierten Muskeln sollen dabei helfen, die relativen Beißkräfte bzw. Schließgeschwindigkeiten der Mandibeln zu evaluieren. Mit Hilfe dreidimensionaler geometrisch morphometrischer Analysen sollen die gefundenen kopfmorphologischen Unterschiede zwischen verschiedenen Kladen sowie Ernährungstypen quantifiziert werden. Sowohl mit den eigentlichen morphologischen als auch den morphometrischen Daten soll auf unabhängig von der vorliegenden Analyse aus Literaturquellen zusammengestellten Stammbaumschemata eine Merkmals-Mapping-Analyse durchgeführt werden, um evolutive Veränderungen und Neuentwicklungen samt der sich daraus ergebenden funktionellen Konsequenzen direkt nachvollziehen zu können. Unabhängig davon werden die erhobenen kopfmorphologischen Merkmale einer kladistischen Analyse unterzogen, um zu prüfen, inwieweit die innere Kopfmorphologie dazu beitragen kann, offene Fragen zu Phylogenie der Unterfamilien sowie verschiedener Triben innerhalb einzelner Unterfamilien zu klären. Dabei soll diese Analyse auch dabei helfen, plesiotypische Grundplanmerkmale sowie Autapomorphien für verschiedene Unterfamilien/ Triben zu erkennen. Mit Hilfe phylogenetischer Regressionsanalysen sollen schließlich die biomechanischen/ funktionsmorphologischen Analysen zu den Mandibeln mit den Beobachtungen zur Beutefang-Performanz verknüpft werden, um die erkannten Entwicklungen auch funktionell zu deuten und zu verstehen, in wie weit diese zur Diversifizierung der betreffenden Taxa beigetragen haben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen