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Mit Genen von Mikroben können sie Pflanzenteile verdauen © APA (dpa)
Mit Genen von Mikroben können sie Pflanzenteile verdauen © APA (dpa)

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Gestohlene Gene machten Käfer zur vielfältigsten Tiergruppe

18.11.2019

Jedes vierte Tier auf der Welt ist ein Käfer. Ihre enorme Vielfalt und Verbreitung verdanken die fliegenden, grabenden, kletternden und krabbelnden Insekten großteils Genen, die sie einst Mikroben gestohlen haben, berichtet ein Forscherteam mit österreichischer Beteiligung im Fachjournal "Pnas". Die Gene ermöglichen ihnen, Pflanzenteile zu verdauen und bereicherten dadurch ihr Nahrungsspektrum.

Ein Team um Duane McKenna von der Universität Memphis (US-Bundesstaat Tennessee) verglich tausende Gene bei Hunderten Käferarten. Die Forscher korrigierten einige falsch eingezeichnete Ästchen im Stammbaum der mit mehr als 400.000 Arten vielfältigsten Tiergruppe nach neuestem Stand. Sie datierten den Ursprung der Käfer (Coleoptera) in die Karbon-Zeit vor etwa 327 Millionen Jahren. Und sie fanden eine Erklärung, warum es so viele von ihnen gibt.

Horizontaler Gentransfer

Die Käfer haben sich offensichtlich mindestens zwei Mal in ihrer Stammesgeschichte Gene von Bakterien und Pilzen einverleibt (horizontaler Gentransfer), die etwa als Fressopfer oder Partner (Symbionten) in ihrem Verdauungssystem waren. Diese Gene sind Vorlage für Enzyme, die pflanzliche Zellwandbestandteile (Zellulose, Hemizellulosen und Pektin) abbauen. Sie verschafften den Käfern Zugriff zur üppigsten Kohlenhydratquelle auf der Erde, so die Forscher, zu denen auch Harald Letsch vom Department für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien gehört.

Im Erdmittelalter (Mesozoikum), als die Dinosaurier die dominante Lebensform auf der Erde waren, entstanden dadurch enorm viele pflanzenfressende Käferarten, die sich an verschiedenste Lebensräume anpassten, und sich die unterschiedlichen Pflanzenteile zur Nahrung machten. Manche spezialisierten sich zum Beispiel darauf, Blätter zu fressen, andere Holz anzubohren. Fast die Hälfte der heute lebenden Käfer stammen von der Vielfalt ab, die sich schon mitten im Erdmittelalter in der Jura-Zeit bildete, meinen die Forscher. Außerdem seien in der langen Evolutionsgeschichte der Käfer bisher nur sehr wenige ausgestorben.

Service: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1909655116

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