{"id":26255,"date":"2018-08-28T17:00:50","date_gmt":"2018-08-28T15:00:50","guid":{"rendered":"http:\/\/www.h-its.org\/?p=26255"},"modified":"2019-03-22T09:29:12","modified_gmt":"2019-03-22T08:29:12","slug":"fossile-parasiten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.h-its.org\/de\/2018\/08\/28\/fossile-parasiten\/","title":{"rendered":"Wie ein Alien in der Fliegenpuppe"},"content":{"rendered":"\n

Parasitisch lebende Wespen gab es schon vor vielen Millionen Jahren: Forscher verschiedener Fachrichtungen haben jetzt erstmals definitiv fossile Parasiten in ihren Wirten nachgewiesen. Sie untersuchten Fliegenpuppen aus alten Sammlungen mit ultraschneller R\u00f6ntgenbildgebung. Dabei belegten sie 55 Parasitierungsereignisse und beschrieben vier bisher unbekannte ausgestorbene Wespenarten. Die Federf\u00fchrung des Projekts lag beim Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT). Forscher des HITS und der Universit\u00e4t Heidelberg steuerten die mathematischen Algorithmen und die Software f\u00fcr die digitale Rekonstruktion bei. Die Publikation ist im Fachjournal Nature Communications erschienen (Open Access, DOI: 10.1038\/s41467-018-05654-y). <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Ergebnisse des Projekts liefern wichtige Erkenntnisse zur Evolution des Parasitismus, der weit verbreitet ist und \u00d6kosysteme wesentlich pr\u00e4gt. Heute gelten rund 50 Prozent aller Tierarten als Schmarotzer. Der Zusammenhang zwischen Artenvielfalt und Parasitismus zeigt sich besonders deutlich bei der Insektenordnung der Hautfl\u00fcgler (Hymenoptera), zu denen die Wespen geh\u00f6ren. In dem am KIT koordinierten Projekt identifizierten die Forscher mit den neu beschriebenen ausgestorbenen Wespenarten vier verschiedene Endoparasiten \u2013 Schmarotzer, die im Innern ihres Wirts leben \u2013 aus dem Pal\u00e4ogen, das den Zeitraum von vor rund 66 Millionen Jahren bis vor rund 23 Millionen Jahren umfasst. Jede der vier parasitischen Wespenarten verfolgte ihre eigene Strategie zur Anpassung an den Wirt. Die von den vieren am h\u00e4ufigsten beobachtete Art nannten die Wissenschaftler \u201eXenomorphia resurrecta\u201c. Der Gattungsname \u201eXenomorphia\u201c erinnert an das als Xenomorph bekannte Wesen aus der Science-Fiction-Filmreihe \u201eAlien\u201c, das sich ebenfalls endoparasitisch entwickelt. Der Artname \u201eresurrecta\u201c bezieht sich auf die \u201edigitale Wiederauferstehung\u201c der Art, wie Projektkoordinator Dr. Thomas van de Kamp<\/strong> vom Laboratorium f\u00fcr Applikationen der Synchrotronstrahlung (LAS) des KIT erkl\u00e4rt. \u201eUnser Projekt beweist, dass es sich lohnt, alte Sammlungen mit modernster Technik neu zu erforschen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Museumssammlungen mit modernster Technik erschlossen<\/h2>\n\n\n\n

Die untersuchten Fossilien, mehr als 1500 mineralisierte Fliegenpuppen, geh\u00f6ren zu Sammlungen am Naturhistorischen Museum Basel und am Naturhistoriska riksmuseet Stockholm. Gefunden wurden sie im sp\u00e4ten 19. Jahrhundert in Phosphoritminen der Region Quercy in Frankreich. 1944 beschrieb der Schweizer Entomologe Eduard Handschin die Fossilien ausgiebig und wies auf den besonderen Wert der \u00e4u\u00dferlich unscheinbaren, nur rund drei Millimeter langen St\u00fccke hin. Dennoch gerieten diese f\u00fcr \u00fcber 70 Jahre in Vergessenheit. Handschin hatte seinerzeit in einem D\u00fcnnschliff aus einer sch\u00e4tzungsweise 34 bis 40 Millionen Jahre alten Fliegenpuppe den Umriss einer parasitischen Wespe erahnt, nachweisen lie\u00df sich diese allerdings nicht. Das bildete den Anlass f\u00fcr das aktuelle Projekt, dessen Ergebnisse in der Zeitschrift Nature Communications unter dem Titel \u201eParasitoid biology preserved in mineralized fossils\u201c<\/strong> ver\u00f6ffentlicht sind.<\/p>\n\n\n\n

Neuer Zugang durch Synchrotronstrahlung<\/h2>\n\n\n\n

Ultraschnelle R\u00f6ntgenbildgebung, am KIT ma\u00dfgeblich entwickelt und verfeinert, erm\u00f6glichte einen neuen Zugang zu den Fossilien: Die Forscher untersuchten die Proben mit Synchrotron-R\u00f6ntgen-Mikrotomographie. Bei lichtoptisch dichten Proben lassen sich interne Strukturen nur mit R\u00f6ntgenstrahlung nichtinvasiv und dreidimensional beobachten. Synchrotronstrahlungsquellen, ein Typ von Teilchenbeschleunigern, liefern elektromagnetische Strahlung auf einem viel breiteren Spektrum und in viel h\u00f6herer Intensit\u00e4t als konventionelle Quellen. Die Messungen f\u00fcr das Projekt liefen an der Hochgeschwindigkeits-Tomographie-Station UFO am Synchrotron des KIT. \u201eDer Probendurchsatz ist hoch; Aufnahme und Auswertung der Daten sind teilautomatisiert, wodurch solche Messungen \u00fcberhaupt erst machbar werden\u201c, berichtet van de Kamp. Bereits vor zwei Jahren durchleuchtete die Arbeitsgruppe fossile K\u00e4fer von der Fundstelle Quercy und machte ihre innere Anatomie sichtbar. An der Station UFO werden aber nicht nur Fossilien gescannt. Der Aufbau eignet sich auch f\u00fcr andere Projekte, bei denen gro\u00dfe St\u00fcckzahlen mit R\u00f6ntgenstrahlung zu untersuchen sind. Daher ist UFO f\u00fcr die verschiedensten Fachgebiete interessant, unter anderem f\u00fcr die Materialforschung.<\/p>\n\n\n\n

Digitale Rekonstruktion mit \u201eBiomedisa\u201c<\/h2>\n\n\n\n

Die parasitischen Wespen aus dem Pal\u00e4ogen wurden nach dem Durchleuchten der mineralisierten Fliegenpuppen aufwendig digital rekonstruiert. So erforderte das Projekt nicht nur umfassendes Know-how zur Synchrotron-R\u00f6ntgen-Mikrotomographie, sondern auch detailliertes biologisches und pal\u00e4ontologisches Wissen. Projektkoordinator Dr. Thomas van de Kamp vom LAS des KIT, als Biologe auf Insektenmorphologie und digitale Bildgebung biologischer Proben spezialisiert, stellte die Verbindung zwischen Physik und Biologie her. F\u00fcr die digitale Rekonstruktion steuerten Philipp L\u00f6sel<\/strong> und Vincent Heuveline<\/strong> (Universit\u00e4t Heidelberg und Heidelberger Institut f\u00fcr Theoretische Studien HITS) die Online-Anwendung Biomedisa (https:\/\/biomedisa.de<\/a>) bei. Sie wurde im Engineering Mathematics and Computing Lab (EMCL) am Interdisziplin\u00e4ren Zentrum f\u00fcr Wissenschaftliches Rechnen (IWR) der Universit\u00e4t Heidelberg entwickelt.<\/p>\n\n\n\n

Weitere Hauptautoren der Publikation sind der Pal\u00e4ontologe Dr. Achim H. Schwermann<\/strong> vom LWL-Museum f\u00fcr Naturkunde M\u00fcnster, Experte f\u00fcr Fossilisierungsprozesse, und der Biologe Dr. Lars Krogmann<\/strong> vom Staatlichen Museum f\u00fcr Naturkunde Stuttgart, Spezialist f\u00fcr parasitische Wespen, der die systematische Einordnung der gefundenen Parasiten \u00fcbernahm und die formellen Artbeschreibungen verfasste. Insgesamt wirkten 18 Wissenschaftler \u2013 Biologen, Pal\u00e4ontologen, Physiker, Informatiker und Mathematiker \u2013 an dem interdisziplin\u00e4ren Projekt mit.<\/p>\n\n\n\n

Die Datens\u00e4tze mit den gefundenen Parasiten lassen sich unter http:\/\/www.fossils.kit.edu<\/a> einsehen.<\/p>\n\n\n\n

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Digital wiederauferstanden: Die parasitische Wespe Xenomorphia resurrecta legt ein Ei in einer Fliegenpuppe ab. (Bild: Thomas van de Kamp, KIT; Nature Communications)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
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Digitale Rekonstruktion der parasitischen Wespe Xenomorphia resurrecta mit der Biomedisa-Anwendung: Hier das Weibchen. (Bild: Thomas van de Kamp, KIT; Nature Communications)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
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Digitale Rekonstruktion der parasitischen Wespe Xenomorphia resurrecta mit der Biomedisa-Anwendung: Hier das M\u00e4nnchen. (Bild: Thomas van de Kamp, KIT; Nature Communications)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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