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Datum: 28.08.2018

Digitale Auferstehung fossiler Schmarotzer Forscherteam unter Beteiligung der Uni Bonn entdeckt parasitische Wespen in versteinerten Fliegenpuppen

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Ein internationales Forscherteam unter Koordination des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und unter Beteiligung des Steinmann-Instituts der Universität Bonn hat mit modernsten Röntgenverfahren in winzigen, mineralisierten Fliegenpuppen parasitisch lebende Wespen nachweisen können. Die Ergebnisse basieren auf über 1.500 untersuchten Fliegenpuppen aus den Naturkundemuseen in Basel und Stockholm. Die Forscher entdeckten vier neue Arten parasitischer Wespen und erhielten einen seltenen Einblick in das Ökosystem dieser ausgestorbenen Organismen. Das Team stellt seine Resultate nun in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“ vor.

Bereits 1944 beschrieb der Schweizer Entomologe Eduard Handschin, dass sich in den rund 34 bis 40 Millionen Jahre alten Fliegenpuppen, die aus dem französischen Quercy stammen, nicht nur Fliegen entwickelt hatten. Äußerlich war den winzigen, nur drei Millimeter langen Fliegenpuppen nicht anzusehen, ob und welches Tier sich in ihrem Inneren erhalten hatte. Daher fertigte Handschin eine Reihe von Dünnschnitten an, bei denen die untersuchten Exemplare zwangsläufig beschädigt wurden. In einem seiner Längsschnitte erkannte er den Umriss einer parasitischen Wespe.

In den kommenden Jahrzehnten lagen die Fliegenpuppen, die bereits im 19. Jahrhundert gesammelt worden waren, unbeachtet in den Sammlungen der Naturkundemuseen in Basel und Stockholm. Dies änderte sich jedoch, als die ersten wenigen Stücke von Stockholm nach Bonn gelangten. Von hier aus entwickelte sich das Vorhaben zu einem interdisziplinären Projekt bestehend aus einem Team internationaler Wissenschaftler. Neben vier Forschern des Steinmann-Instituts der Universität Bonn wirkten weitere 14 Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), der Universität Heidelberg sowie der Naturkundemuseen Münster, Stuttgart, Basel und Stockholm mit.

„Aufgrund der Seltenheit oder des Erhaltungszustandes von fossil überlieferten Organismen ist die Paläontologie für gewöhnlich auf einzelne oder nur wenige Exemplare für ihre Studien beschränkt“, so der Paläontologe Thomas Engler der Universität Bonn. „Daher stellte es sich als Glücksfall heraus, dass noch eine Vielzahl weiterer Proben in dem Naturkundemuseum in Basel lagen.“

Mit modernen Bildgebungsmethoden der Hochgeschwindigkeits-Tomographie-Station UFO am Synchrotron des KIT war es möglich, die beachtliche Probenmenge in relativ kurzer Zeit zerstörungsfrei und vor allem hochauflösend zu untersuchen. „Der Probendurchsatz ist hoch; Aufnahme und Auswertung der Daten sind teilautomatisiert, wodurch solche Messungen überhaupt erst machbar werden“, berichtet Projektkoordinator Dr. Thomas van de Kamp vom KIT. Jede einzelne Fliegenpuppe der umfangreichen Sammlung konnte somit durchleuchtet werden. Die Untersuchung lieferte erstaunliche Ergebnisse. In 55 der insgesamt 1510 Fliegenpuppen konnten parasitische Wespen identifiziert werden.

Vier neue, fossile Wespenarten entdeckt

Für die Beschreibung der Wespen wurden die Scandaten aufwendig digital bearbeitet und die erhaltenen inneren Strukturen dreidimensional rekonstruiert. Die Detailgenauigkeit ließ es zu, vier neue Arten parasitischer Wespen wissenschaftlich zu beschreiben und zu benennen. Bei den meisten Tieren handelt es sich um ausgewachsene Exemplare, die kurz vor dem Schlupf standen. Einige hatten sich in der Puppenhülle bereits bewegt, während sie darauf gewartet hatten, dass sich ihre Artgenossen ebenfalls zum Schlupf bereitmachten. „Das ist ein bemerkenswerter Hinweis auf einen synchronisierten Schlupf, den diese Wespen entwickelt hatten“, sagt der Biologe und Wespenspezialist Dr. Lars Krogmann vom Staatlichen Museum für Naturkunde in Stuttgart.

Die häufigste Art wurde Xenomorphia resurrecta getauft. Der Gattungsname ist dabei eine Anspielung auf die als „Xenomorph“ bezeichneten Wesen aus der Science-Fiction-Filmreihe Alien, die sich ebenfalls als Parasiten im Innern eines Wirts entwickeln. Das Wort „resurrecta“ wiederum beschreibt die digitale „Wiederauferstehung“ der ausgestorbenen Art.

Basierend auf den originalen computertomographischen Daten ist ein vollständig erhaltenes Exemplar der parasitischen Wespe Xenomorphia resurrecta am Steinmann-Institut nicht nur digital wiederauferstanden, sondern als plastisches Modell mit einem hausinternen 3D-Drucker gefertigt und koloriert worden. Das Modell kann demnächst im Goldfußmuseum betrachtet werden. Es zeigt die weibliche Wespe stark vergrößert (etwa 50-fach) bei der Eiablage auf einer Fliegenpuppe. Die weibliche Wespe hat mit ihrem Legestachel ein Ei in eine Fliegenpuppe gelegt. Im Inneren der Puppenhülle hat sich die Wespenlarve entwickelt und von der ungeschlüpften Fliege ernährt.

Die Datensätze für die Parasiten lassen sich einsehen unter:
http://www.fossils.kit.edu

Videos aus der Publikation:
https://youtu.be/hdSrWY9FpYM
https://youtu.be/xDvYjHTf3lc

Publikation: Thomas van de Kamp, Achim H. Schwermann, Tomy dos Santos Rolo, Philipp D. Lösel, Thomas Engler, Walter Etter, Tomáš Faragó, Jörg Göttlicher, Vincent Heuveline, Andreas Kopmann, Bastian Mähler, Thomas Mörs, Janes Odar, Jes Rust, Nicholas Tan Jerome, Matthias Vogelgesang, Tilo Baumbach, Lars Krogmann: Parasitoid biology preserved in mineralized fossils, Nature Communications, Open Access, DOI: 10.1038/s41467-018-05654-y

Kontakt für die Medien:

Thomas Engler
Universität Bonn
Steinmann-Institut
Tel. 0228/734189
E-Mail: [Email protection active, please enable JavaScript.]

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