Die Käfer haben auf der Erde eine beispiellose Erfolgsgeschichte geschrieben. Mit gut 400.000 Arten ist Coleoptera die artenreichste Gruppe im Tierreich. Ein internationales Forscherteam um den US-Amerikaner Duane McKenna von der University of Memphis hat jetzt eine Studie zur Evolution und genomischen Grundlage der Diversität von Käfern veröffentlicht. Erschienen ist die Studie im Wissenschaftsmagazin PNAS – „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America“. Zwei Wissenschaftler der Universität Jena waren daran beteiligt.

„Die Phylogenese der Käfer ist nun weitgehend bekannt, jetzt wird geforscht, was sich im Laufe der Evolution ereignet hat“, sagt Prof. Dr. Rolf Beutel von der Universität Jena. Der Insektenforscher gehört als „Senior Author“ zu den Autoren der Studie, gemeinsam mit PD Dr. Hans Pohl aus Jena und Fachkollegen aus den USA, Deutschland, China, Russland, Australien und Österreich. Die kühn formulierte Behauptung Rolf Beutels steht auf solider wissenschaftlicher Grundlage: Für ihre Studie analysierten die Forscher 4.818 Gene von Käfern. Die Auswertung des Datensatzes belege den Ursprung der Gruppe im Karbon – also vor etwa 380 Millionen Jahren – und eine große Bedeutung der Interaktion von Käfern mit angiospermen (bedecktsamigen) Pflanzen, sagt Prof. Beutel.

Pflanzenzellwände verdauen macht durchsetzungsfähig

Im Erdmittelalter, dem Mesozoikum, begann der Aufstieg der pflanzenfressenden Käfer, die heute über 100.000 Arten umfassen. Ein Schlüssel zum Erfolg dieser Käfer liegt in ihrer Fähigkeit, Pflanzenzellwände verdauen zu können. „Diese Fähigkeit erwarben die Käfer durch horizontalen Gentransfer von Pilzen und Bakterien“, erläutert Rolf Beutel. Vorher hatten sich die Käfer von Pilzen und sich zersetzenden Substanzen ernährt. Der Siegeszug der Blattkäfer, Bockkäfer und Rüsselkäfer geschah in Interaktion mit den bedecktsamigen Pflanzen – eine enge Beziehung, die bis heute andauert.

Rolf Beutel (l.) und Hans Pohl von der Universität Jena gehören zum Forschungsteam, das die Evolutionsgeschichte der Insekten nachzuzeichnen versucht. (Foto: Anne Günther/FSU)

Rolf Beutel (l.) und Hans Pohl von der Universität Jena gehören zum Forschungsteam, das die Evolutionsgeschichte der Insekten nachzuzeichnen versucht.

(Foto: Anne Günther/FSU)

Die vorliegende Studie ist ein Ergebnis des 2011 gestarteten internationalen 1KITE-Projekts (1K Insect Transcriptome Evolution), das die Evolutionsgeschichte der Insekten nachzuzeichnen versucht. Weltweit sind an 1KITE rund 50 Experten aus den Bereichen molekulare Biologie, Morphologie, Paläontologie, Taxonomie, Embryologie und Bioinformatik beteiligt. 

Original-Publikation:

McKenna K. Duane et al. „The evolution and genomic basis of beetle diversity“. Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America (2019), DOI: 10.1073/pnas.1909655116, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1909655116 

Info, FSU JENA // Axel Burchardt

08.12.2019