Innsbrucker Forscher lösen Weberknecht-Rätsel

4. August 2013, 17:45
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Dank eines integrativen Forschungsansatzes stellte sich die Spezies Mitopus morio als drei unterschiedliche Arten heraus

Weberknechte bilden innerhalb der Spinnentiere eine eigene, weltweit rund 4.000 Arten umfassende Ordnung. Äußerlich den echten Spinnen ähnlich, unterscheiden sie sich von ihnen durch im Verhältnis zum Körper oft überlange Beine. Eine der in Europa, in Teilen Asiens und Nordamerikas verbreitete Art ist Mitopus morio. Was bis vor kurzem nicht einmal die Fachwelt wusste: hinter dieser Spezies verbergen sich in Wirklichkeit drei unterschiedliche Arten. Zu dieser überraschenden Erkenntnis kam die Arbeitsgruppe Molekulare Ökologie der Universität Innsbruck dank eines integrativen Forschungsansatzes. Die Forscher berichten über ihre Entdeckung in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals "Molecular Ecology".

Wissenschafter kennen zwei unterschiedliche Erscheinungsformen von Mitopus morio: Tiere in höheren Lagen verfügen über durchschnittlich kürzere Beine als jene in tiefer liegenden Gegenden. Über die unterschiedlichen Beinlängen machte sich die Wissenschaft bereits seit längerer Zeit Gedanken, begründete das Phänomen allerdings mit der sogenannten Allenschen Regel, wonach Körperanhänge in kalten Gebieten kürzer sind als in warmen. Zweifel an dieser Erklärung kamen u.a. der Innsbrucker Spinnentier-Expertin Barbara Thaler-Knoflach, die vergeblich versucht hatte, kurz- und langbeinige Tiere zu verpaaren.

Ausgehend von der Hypothese, dass es sich bei den kurz- und den langbeinigen Tieren um zwei getrennte Arten handeln könnte, griff Hannes Rauch in der Arbeitsgruppe Molekulare Ökologie die Fragestellung ebenfalls auf. Er führte zunächst Verhaltenstests durch, bei denen sich die Zwei-Arten-Hypothese zu bestätigen schien. Doch je mehr Paarungstests gemacht wurden, desto mehr unerwartete Verpaarungen konnten beobachtet werden. "Zwischen kurz- und langbeinigen Tieren besteht nicht immer eine Kreuzungsbarriere, die Beinlänge ist also kein geeignetes Merkmal zur Artabgrenzung", erklärt die Leiterin der Arbeitsgruppe Birgit Schlick-Steiner. Darüber hinaus untersuchten die Forscher im Molekularlabor die DNA der Spinnentiere.

Pseudogene stiften Verwirrung

Die Arbeit mit genetischen Standard-Markern, zu denen auch die mitochondriale DNA zählt, warf jedoch zunächst nur noch mehr Fragen auf. Verwirrung gestiftet hatten sogenannte Pseudogene, die im Fall des Weberknechts nur durch die Kombination mehrerer Verfahren als solche erkannt werden konnten. "Letztendlich brachte erst die Untersuchung quer über das gesamte Genom eine Auflösung der Situation: Wir haben es hier nicht mit einer Art, und auch nicht mit zwei Arten, sondern mit drei Arten zu tun", schildert die Wissenschafterin. Pseudogene sind Nebenprodukte der Evolution, nicht-funktionale Kopien von Genen.

Häufig handelt es sich um Abschriften mitochondrialer DNA, die im Zellkern ablegt werden. Da sie auf den ersten Blick wie normale DNA-Sequenzen aussehen, führten sie in der Vergangenheit in der molekularen Forschung, aber auch in der medizinischen Diagnostik, immer wieder zu teilweise schwerwiegenden Fehlinterpretationen. Beim Weberknecht waren die Pseudogene besonders gut versteckt, es waren keinerlei Anzeichen ihrer fehlenden Funktionalität zu erkennen und auch die sonstigen Kriterien wie Überlagerungen in den Sequenzen waren nicht erfüllt. Daher waren die beteiligten Forscher gezwungen, mehrere molekulare Methoden einzusetzen.

Aus einer werden drei Arten

Im Fall von Mitopus morio ergab dieser Ansatz folgende Erkenntnis: Von den drei Arten ist eine immer langbeinig, bei den anderen beiden liegen Gradienten von kurz- bis langbeinig vor. Zwei der Arten können also tatsächlich als Beispiel für die Allensche Regel gelten, die dritte mit Sicherheit nicht. Eine der Arten ist sehr selten, um ein Vielfaches seltener als ihre "body doubles", was auch für den Naturschutz und das Verstehen der ökologischen Ansprüche und Rollen der Arten im Ökosystem hoch relevant ist. (red, derstandard.at, 03.08.2013)

  • Die Weberknechtart Mitopus morio kommt in kurz- und langbeinigen Varianten vor. Nun haben Forscher von der Arbeitsgruppe Molekulare Ökologie an der Universität Innsbruck festgestellt, dass es sich bei M. morio um insgesamt drei Spezies handelt
    foto: barbara thaler-knoflach

    Die Weberknechtart Mitopus morio kommt in kurz- und langbeinigen Varianten vor. Nun haben Forscher von der Arbeitsgruppe Molekulare Ökologie an der Universität Innsbruck festgestellt, dass es sich bei M. morio um insgesamt drei Spezies handelt

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