Schwierige Verwandtschaft

News: Schwierige Verwandtschaft

Sie haben praktisch alle Lebensräume der Erde zu Wasser, zu Lande und in der Luft erobert und gelten als erfolgreichster Stamm des Tierreiches - die Gliederfüßer oder Arthropoden. Über ihre Verwandtschaft untereinander streiten sich Systematiker schon seit langem. Insbesondere die Stellung der Tausendfüßler oder Myriapoda gilt als unsicher. Zwei Arbeitsgruppen versuchten hier Ordnung zu schaffen, kommen allerdings zu unterschiedlichen Ergebnissen: Die eine stellt die Myriapoda in die Nähe der Insekten und Krebse, während sie die andere Forschergruppe eher bei den Spinnentieren ansiedelt.

Andreas Jahn

Vier Fünftel aller bekannten Tierarten gehören zu den Arthropoden oder Gliederfüßern. Sie existieren nahezu überall: im Meer als Krebse, auf dem Festland als Spinnen, und selbst die Luft hat ihre erfolgreichste Gruppe, die Insekten, erobert. Die Arthropoden sind damit nicht nur der artenreichste, sondern auch der individuenreichste Stamm des Tierreiches. Bei einer derartigen Vielfalt fällt es schwer, Ordnung zu halten, und so streiten sich die Gelehrten schon seit langem über die Verwandtschaftsverhältnisse innerhalb des Stammes.

Früher pflegten die Systematiker die heutigen Arten des Stammes Arthropoda in drei Unterstämme zu gliedern: erstens die Chelicerata, wozu die Spinnentiere gehören, zweitens die Crustacea oder Krebse und schließlich drittens die Tracheata mit den Myriapoda oder Tausendfüßlern sowie den Hexapoda oder Insekten. Doch inzwischen gilt diese Aufteilung als überholt. Stattdessen benötigen die Wissenschaftler jetzt fünf Unterstämme: Hexapoda, Crustacea, Myriapoda, Chelicerata und die kleine Gruppe der im Meer lebenden Asselspinnen oder Pycnogonida. Dabei bleiben die Verwandtschaftsverhältnisse der fünf Gruppen untereinander jedoch ungeklärt. Insbesondere die Tausendfüßler, die laut altem System in die Nähe der Insekten gehörten, verweigerten standhaft eine Zuordnung.

Zwei Arbeitsgruppen wollten jetzt etwas Ordnung schaffen: Die Wissenschaftler um Markus Friedrich von der Wayne State University in Detroit nahmen sich dafür einen bestimmten Vertreter der Tausendfüßler vor. Sie analysierten das mitochondriale Genom (mtDNA) des Braunen Steinläufers, der wissenschaftlich auf den Namen Lithobius forficatus hört, und verglichen es mit der mtDNA von 15 anderen Arthropodenarten [1].

Dagegen wertete die Arbeitsgruppe von Ward Wheeler vom American Museum of Natural History in New York die bekannten DNA-Sequenzen von 51 Arthropodenarten aus und kombinierte diese mit anatomischen, neurobiologischen und entwicklungsbiologischen Daten. Zur Auswertung dieser Datenfülle mussten die Wissenschaftler 256 Computer zusammenschalten, die für die Berechnung einen Monat brauchten [2].

Beide Arbeitsgruppe bestätigen die von anderen Wissenschaftlern bereits geäußerte Vermutung, dass die Hexapoda und die Crustacea Schwestergruppen sind, die daher zu den Pancrustacea zusammengefasst werden können. Doch dann beginnt der Streit: Die mtDNA-Analysen von Friedrich und seinen Kollegen ergab, dass Lithobius forficatus – und damit die Gesamtheit der Myriapoda – näher mit den Chelicerata verwandt ist, aber nicht mit den Insekten und Krebsen. Genau das bestreitet Wheelers Arbeitsgruppe. Ihren Ergebnissen zufolge gehören die Myriapoda in die Nähe der Pancrustacea – beide können zu den Mandibulata zusammengefasst werden –, sind aber nicht mit den Chelicerata verwandt.

Wer hat nun recht? Die Antwort darauf interessiert die Forscher brennend, denn schließlich soll das System die Evolution der Arthropoden widerspiegeln. Irgendwann vor 540 Millionen Jahren müssen sich die verschiedenen Gruppen der Arthropoden aufgespaltet haben und gründeten damit den erfolgreichsten aller Tierstämme. Leider gibt es aus dieser Zeit, dem Präkambrium, so gut wie keine fossilen Belege, die eine Antwort geben könnten.