Neue
Erkenntnisse über die Entstehung eines
Schlüsselmerkmals in der Insektenevolution
Die
Insektenflügel waren eine evolutionäre Innovation,
die bei der Radiation (Ausbreitung und Ausdifferenzierung) der Insekten
eine Schlüsselrolle spielte. Es gibt aber keine Fossilfunde,
die ihren Ursprung oder Zwischenformen zeigen würden. Um die
Herkunft der Insektenflügel zu rekonstruieren, haben nun
Wissenschaftler der japanischen Forschergruppe um Shigeo HAYASHI die
Expression von drei für die Flügelausformung
entscheidenden Regulatorgenen bei Vertretern zweier Insektengruppen
studiert, nämlich bei geflügelten, aber sehr
ursprünglichen Eintagsfliegen (Ephemeroptera) und
bei Silberfischchen, also ungeflügelten Urinsekten der Ordnung
Zygentoma (NIWA et al. 2010).
Verschiedene
Körperanhänge dieser ursprünglichen Gruppen
wurden bereits vorher als Vorläufer der Flügel in
Betracht gezogen. Die Ergebnisse lassen sich so interpretieren, dass
bei den ungeflügelten Urinsekten zwei getrennte,
entwicklungssteuernde Module präsent sind. Das eine wirkt auf
die Körperseiten (lateral) ein und steuert die Ausbildung des
oberen, stäbchenförmigen Asts der verzweigten
Gliedmaßen. Das andere wirkt auf die Nahtstelle zwischen
Körperseite und Rücken und steuert dort die
Ausbildung von flachen, schildförmigen
Auswüchsen.
Die Autoren schlagen ein Modell
vor, nach dem die oberen (dorsalen) Äste der
Gliedmaßen in den Bereich der Nahtstelle zwischen
Körperseite und Rücken einbezogen wurden, und die
Form der dort vorkommenden, flachen Auswüchse annahmen. Das
geschah durch die einfache Integration der beiden vorher getrennten
Steuer-Module, so dass anschließend sowohl die flache,
zweischichtige Bauform der Flügel verfügbar wurde,
als auch die (zu den Gliedmaßen gehörige)
Muskulatur, die Bewegungen ausführen konnte. Dadurch wurde
eine rasche Evolution der Insektenflügel möglich. Das
vorliegende Modell zeigt, dass sich selbst große
Bauplanänderungen, die eine enorme Auswirkung auf die
Ökologie und weitere Stammesgeschichte einer Tiergruppe haben,
auf der Ebene der Entwicklungssteuerung durch relativ wenige
Veränderungsschritte erklären lassen.
Literatur
NIWA, N. et al. (2010) Evolutionary origin of the insect wing via
integration of two developmental modules. Evolution &
Development
12(2), 168 - 176 Evolutionary
origin of the insect wing