Prof. Dr. rer. nat. Gerhard Scholtz

• Evolutive Abwandlungen von Zellteilungs- und Genexpressionsmustern in der Ontogenese Höherer Krebse (Malacostraca) III

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  Vor dem Hintergrund des phylogenetischen Systems der Höheren Krebse werden vergleichend-embryologische Untersuchungen durchgeführt. Der Schwerpunkt liegt dabei in der Analyse der frühen Zellteilungsmuster und der Genexpression bei der Segmentierung. Über einen Vergleich der embryonalen Vorgänge innerhalb der Malacostraca und mit anderen Arthropoden sollen Aussagen über die evolutiven Abwandlungen von Entwicklungsprozessen gewonnen werden. Das Projekt ist Teil des Schwerpunktprogramms: Evolution entwicklungsbiologischer Prozesse (Gz. 3221027)

• Evaluierung der Ecdysozoa- versus Articulata-Hypothese anhand kompletter mitochondrialer Genomsequenzen I

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  Ziel des geplanten Vorhabens im ersten Zweijahres-Zeitraum ist die Evaluierung der Ecdysozoa- bzw. Articulata-Hypothese und damit verbunden die Stellung der Arthropoda im System der Protostomia. Ausgelöst durch die stetig anwachsende Menge molekularer Datensätze wird der Ursprung der Arthropoda kontrovers diskutiert. Morphologische und entwicklungsbiologische Daten sprechen hierbei für eine Schwestergruppenbeziehung der Annelida und Arthropoda, wodurch die Articulata-Hypothese favorisiert wird. Molekulare Datensätze sehen die Schwestergruppe der Arthropoda eher bei Teiltaxa der Nemathelminthes (Cycloneuralia) (zusammengefasst Ecdysozoa) und vereinen die Annelida zusammen mit den Mollusca, Plathelminthes, Tentaculata und anderen kleineren Gruppen zu den Lophotrochozoa. Im Rahmen des Projektes sollen die Daten mitochondrialer Gesamtgenome insbesondere der Nemathelminthes erhoben werden und in Verbindung mit den in der Datenbank zu findenden Genomsequenzen der Arthropoda, Mollusca und Tentaculata phylogenetisch ausgewertet werden. Des weiteren soll mittels der erhobenen Daten der Nemathelminthes (Cycloneuralia), als potentielle Außengruppe, ein genaueres Bild der phylogenetischen Beziehungen innerhalb der Arthropoda erarbeitet werden.

• Die Evolution tierischer Organisationsformen rekonstruiert auf der Basis entwicklungsbiologischer, morphologischer, molekular-phylogenetischer und paläontologischer Daten

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  Vielzellige Tiere (Metazoa) zeigen eine überwältigende Fülle von Organisationsformen. Die evolutionären und entwicklungsbiologischen Prozesse, die diese Vielfalt verursachen und bestimmen, sind großenteils noch unbekannt und stellen eine der großen Herausforderungen in der Evolutionsbiologie dar. Auf der Basis molekularer, morphologischer, entwicklungsbiologischer und paläontologischer Daten werden die phylogenetischen Verwandtschaftsbeziehungen der großen Metazoenlinien gegenwärtig kontrovers diskutiert. Insbesondere die frühe Evolution der Bilateria, der größten und vielfältigsten Metazoengruppe ist bei weitem noch nicht geklärt. Scheinbar gut etablierte Gruppen wie die Plathelminthes (Plattwürmer) und Articulata (Ringelwürmer und Gliederfüßer) werden in Frage gestellt, und neue Gruppierungen wie die Ecdysozoa (Rundwürmer und Gliederfüßer) und Lophotrochozoa (Spiralia und Tentakeltiere) werden vorgeschlagen. Diese unterschiedlichen Sichtweisen auf die Verwandtschaftsbeziehungen der Bilateria beeinflussen in starkem Maße unsere Interpretation der Evolution von Organisationsformen und Ontogenesen. Auf der anderen Seite tragen Daten zur Ontogenese und Strukturbildung in starkem Maße zur Rekonstruktion phylogenetischer Beziehungen bei. Diese komplexe Situation bedarf eines integrierten wissenschaftlichen Ansatzes. Entsprechend bietet die Expertise der beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einen kombinierten Ansatz auf allen Ebenen biologischer Organisation von der genetischen Ebene über Zellteilungsmuster bis zu Morphologie und Paläontologie, um die Probleme der Verwandtschaftsbeziehungen der Metazoa und die Evolution der Formenvielfalt zu klären.

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