Eines ihrer wichtigsten Ergebnisse war, dass viele pflanzenfressende Käferarten in ihr Genom Gene für Pflanzenzellwand-abbauende Enzyme von Pilzen und Bakterien integriert haben. Diese Fremd-DNA haben Käfer über einen sogenannten horizontalen Gentransfer in ihr eigenes Genom integrieren können, was ihnen eine von Symbionten unabhängige Verdauung von Holz und Blättern ermöglicht. Symbionten ermöglichen Käfern normalerweise die Verdauung. Die „gekaperte“ Fremd-DNA erlaubt eine effiziente Verdauung ohne Symbionten. Bemerkenswerter Weise geschah dies zweimal voneinander unabhängig. Insgesamt stellen die pflanzenfressenden Käfer mehr als die Hälfte aller existierenden Käfer dar. Deswegen sind die Autoren überzeugt, dass die zwei Ereignisse der Integration von DNA aus anderen Organismen zu den wichtigsten Faktoren gehören, welche die erfolgreiche Evolution der Käfer ermöglicht haben.
„Pflanzenzellwand-abbauende Enzyme waren die Schlüsselinnovation im Mesozoikum“ sagt Dr. Dirk Ahrens vom Forschungsmuseum Alexander Koenig. „Dies ermöglichte eine effiziente Verdauung verschiedener Pflanzengewebe, wodurch sich grundverschiedene Ernährungsweisen, wie Blattminierung oder Holzbohren herausbilden konnten.“
Die Analysen des Teams konnten außerdem bisher kontrovers diskutierte Verwandtschaftsbeziehungen klären und den Ursprung der Käfer in der Karbonzeit datieren. Die außerordentliche Vielfalt der Käfer resultierte jedoch aus einem Mix mehrerer Faktoren. Zu diesen gehörte unter anderem eine geringe Aussterberate der Entwicklungslinien über lange evolutive Zeiträume, die gemeinsame Diversifikation mit Blütenpflanzen sowie der Gentransfer von Mikroben-Genen und die darauffolgende explosionsartige Entstehung neuer Arten - eine sogenannte adaptive Radiation - pflanzenfressender Käfer.
Die Ergebnisse der Arbeit zeigen erneut eindrucksvoll die komplexen evolutiven Beziehungen von Insekten, Pflanzen und Mikroben, deren Erforschung gerade im Angesicht aktueller Herausforderungen (Biodiversitätsverlust) von extremer gesellschaftlicher Bedeutung erscheinen.
Quelle: The evolution and genomic basis of beetle diversity. Autoren:
Duane D. McKenna, Seunggwan Shin, Dirk Ahrens, Michael Balke, Cristian Bezaa, Dave J. Clarke, Alexander Donath, Hermes E. Escalona, Frank Friedrich, Harald Letsch, Shanlin Liu, David Maddison, Christoph Mayer, Bernhard Misof, Peyton J. Murin, Oliver Niehuis, Ralph S. Peters, Lars Podsiadlowski, Hans Pohl, Erin D. Scully, Evgeny V. Yan, Xin Zhou, Adam Slipinski and Rolf G. Beutel.
www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1909655116
Ansprechpartner: Dr. Dirk Ahrens
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Sektionsleiter
Kurator
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Tel: +49 228 9122-286
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