Wissenschaftler entdecken, wann Käfer fruchtbar wurden

Unter Verwendung eines zuvor veröffentlichten und sorgfältig kuratierten Datensatzes mit 68 Genen führten die Wissenschaftler eine Reihe mathematischer Modelle durch, um die Evolution von Proteinsequenzen zu rekonstruieren – deren Ergebnisse heute in veröffentlicht wurden Offene Wissenschaft der Royal Society.

Nach anderthalb Jahren Betrieb auf einem Supercomputer im Advanced Computing Research Centre der University of Bristol konnten die Wissenschaftler einen robusten Stammbaum der Käfer erstellen, der auch Daten von 57 Käferfossilien enthielt, um die Zeitskala der Käferevolution zu enthalten. Ihre Ergebnisse liefern einen der umfassendsten Evolutionsbäume der Käfer.

Verschiedene Käfergruppen diversifizierten sich unabhängig voneinander, als sich verschiedene neue ökologische Möglichkeiten eröffneten. „Es gab keine einzige Epoche der Käferstrahlung, ihr Geheimnis scheint in ihrer bemerkenswerten Flexibilität zu liegen“, erklärte der Autor Professor Chenyang Cai von der Bristol School of Earth Sciences. „Die verfeinerte Zeitskala der Käferevolution wird ein unschätzbares Werkzeug sein, um die evolutionären Grundlagen der Erfolgsgeschichte des Käfers zu untersuchen.“

Die internationale Gruppe von 17 Wissenschaftlern hat außerdem eine aktualisierte Klassifikation von Käfern erstellt, die die neuesten Erkenntnisse aus genetischen und morphologischen Studien widerspiegelt. Das neue Klassifizierungssystem erkennt 193 lebende und ausgestorbene Käferfamilien an.

„Erfreulicherweise stimmen unsere molekularen Ergebnisse mit früheren Daten überein, die allein auf der Morphologie basieren“, sagte der Entomologe Robin Kundrata von der Palacký-Universität in der Tschechischen Republik, der an der Studie teilgenommen hat.

Vom örtlichen Park über tropische Regenwälder bis hin zur arktischen Tundra sind Käfer in den meisten Ökosystemen zu finden und stellen die vielfältigste Tiergruppe dar, von der bekannt ist, dass sie existiert. Diese unscheinbaren sechsbeinigen Wanderjuwelen sind die stillen Herrscher unseres gemeinsamen Planeten. So schwer es auch zu glauben ist, jede vierte bekannte Tierart ist ein Käfer. Nahezu 400.000 Arten wurden beschrieben, was sie zu einem der wichtigsten Akteure bei der Verwaltung von Ökosystemen macht.

Die immense Vielfalt der Käfer beschäftigt Wissenschaftler seit Jahrhunderten. Einige der berühmtesten Biologen aller Zeiten, wie Darwin und Wallace, ließen sich für ihre Evolutionstheorie vom Studium der Käfer inspirieren. „Käfer sind wahrscheinlich die beste Einzelstudie zur Biodiversität, die uns die Natur gegeben hat“, erklärte Prof. Cai, ebenfalls vom Nanjing Institute of Geology and Palaeontology (NIGP).

Aber die Ursprünge der sechsbeinigen Artenvielfalt zu verstehen, ist eine komplizierte Angelegenheit. Die ältesten Käferfossilien stammen aus der Zeit vor etwa 295 Millionen Jahren, lange bevor die ersten Dinosaurier die Erde bevölkerten. „Die Rekonstruktion dessen, was in den letzten 300 Millionen Jahren passiert ist, ist der Schlüssel zum Verständnis dessen, was uns die immense Vielfalt gegeben hat, für die Käfer heute bekannt sind“, fügte Prof. Cai hinzu. Dank Fortschritten in der Genetik und Paläontologie haben Wissenschaftler jetzt ein klareres Bild davon, was passiert ist, was den Käfern den Durchbruch verschafft hat.

„Das Studium der Evolution ist ein ungewöhnliches wissenschaftliches Unterfangen. Sie können das Band der Evolution nicht zurückspulen, um zu sehen, was passiert ist, und die meiste Zeit können Sie auch keine Laborexperimente durchführen“, sagte der Co-Autor der Studie, Erik Tihelka, ebenfalls von der Bristol’s School der Erdwissenschaften. „Aber weil die Evolution ihre Signatur in allen Aspekten der biologischen Organisation hinterlässt, ist es unsere beste Option, auf so viele Beweislinien wie möglich zurückzugreifen und zu sehen, wo die Fäden zusammenlaufen. In unserem Fall haben wir uns auf die Molekulargenetik des Lebens konzentriert Käfer, ihre Morphologie und seltene Käferfossilien, um ein aktualisiertes Verständnis ihrer Evolutionsgeschichte zu erstellen.“