Integrative taxonomy of decapod crustaceans with traditional and modern methods

Die als Zehnfußkrebse oder auch als Decapoda bezeichneten
Arthropoden sind eine weltweit verbreitete, zum Teil hoch
spezialisierte und vielseitig angepasste Gruppe, die in fast allen
aquatischen Ökosystemen, aber auch in terrestrischen Habitaten zu
finden ist. Die enorme Artenzahl von 17,635 rezent und fossil
bekannten Arten (De Grave et al., 2009) sowie das hohe Alter der
Gruppe an sich erschwert die systematische Eingliederung einzelner
Arten. Fossile Funde von Dekapoden wurden bis ins Devon (vor 415
bis 359,2 Millionen Jahren) datiert (Schram et al., 1978). Damit
haben die rezenten Vertreter viele Millionen Jahre Evolution
durchlaufen und die Ergebnisse dieses langwierigen Prozesses
schlagen sich in einer hohen morphologischen Vielfalt zwischen den
Arten nieder. Um eine zuverlässige Phylogenie aufstellen und Arten
eindeutig charakterisieren zu können sind neue Merkmale, Methoden
und Ansätze erforderlich. Eine zuverlässige Bestimmung und
Einordnung der verschiedenen Arten bildet die Basis für
verschiedene Datenbanken und Projekte wie z.B. GenBank, Barcoding
of Life (BOLD), German Barcode of Life (GBOL) oder Barcoding Fauna
Bavarica und zeigt, welch hohen Stellenwert die Taxonomie besitzt.
Ziel dieser kumulativen Dissertation ist es mit Einsatz von
verschiedenen modernen morphologischen und molekularen Methoden wie
der Rasterelektronenmikroskopie, der Fluoreszenzmikroskopie und der
Analyse von mitochondrialen DNA-Sequenzen (Cytochrom-c-Oxydase)
neue Merkmalssätze zur besseren Charakterisierung der verschiedenen
Arten und deren Artabgrenzungen zu erarbeiten. Aber auch klassische
Methoden wie das Abwägen von morphologischen Merkmalen, kommen in
einem integrativen Ansatz zur Artabgrenzung zur Anwendung. Die in
den Arbeiten angewandte Rasterelektronenmikroskopie erlaubt eine
weitaus höhere Vergrößerung als die klassische Lichtmikroskopie bei
gleichzeitig höherer Auflösung und Schärfentiefe. Somit konnten
auch kleinste eidonomische (Bestimmungs-) Merkmale wie das
Dorsalorgan oder einzelne Setae-Typen bei Zoea-Larven detailliert
beschrieben und als neue oder früher wenig beachtete
morphologischen Merkmale zur systematischen Einordnung herangezogen
werden (Publikationen I, II und III). Des Weiteren konnte mit Hilfe
der Fluoreszenzmikroskopie anhand von DAPI-Färbungen gezeigt
werden, dass die Anordnung der Zellkerne von Zoea-Larven aus den
verschiedenen Unterordnungen Caridea, Anomura und Brachyura
charakteristische Muster aufweist. Dieses Kriterium wird als
möglicher Merkmalssatz in der Taxonomie diskutiert (Publikation
VI). Ein weiteres Feld der modernen Taxonomie wird durch
Publikation V abgedeckt: molekulare Analysen auf der Basis des
mitochondrialen proteincodierenden Genes COI (cytochrome oxidase
subunit 1) bzw „barcoding“-Gens. Zum ersten Mal für die
südchilenische Fjordregion wurde mit dem Ansatz der integrativen
Taxonomie die dortige Dekapoda-Fauna erfasst und analysiert. Nahe
verwandte Arten der Gattungen Eurypodius Guérin, 1825 und
Acanthocyclus Lucas, in H. Milne Edwards & Lucas, 1844, die
morphologisch schwer zu trennen sind, konnten neu charakterisiert
werden. In der Arbeit wurden klassische, morphologische Merkmale
mit molekularen, morphologieunabhängigen Merkmalen kombiniert.
Durch eine vorherige Inventarisierung der südchilenischen
Dekapodenfauna während zahlreicher Expeditionen in die Region
konnte zudem die Basis für die taxonomische Arbeit (ca. 650 Samples
sind in der Zoologischen Staatssammlung München hinterlegt)
geschaffen werden. Eine ausführlichen Dokumentation mit
verschiedenen bildgebenden Methoden wie der Verwendung von
tiefenscharfen Aufnahmen und in situ Fotos der verschiedenen Arten
dieser noch nahezu unerforschten Region bildet das Rückgrat der
taxonomischen Arbeiten und ist als Kapitel in dem zweisprachigen
(Spanisch und Englisch) Standardwerk für die Region publiziert
(PublikationVI).