Research Report Laboratory Dr. P. Emschermann

Universität Freiburg
Institut für Biologie III
Schänzlestrasse 1
D-79104 Freiburg i. Br.
Germany


Biologie und Ökologie der Kamptozoa (Entoprocta), und ihre stammesgeschichtliche Stellung im Beziehungsgeflecht der Spiralia / Protostomia

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Publications


A. Biologie, Ökologie und Biogeographie der Kamptozoen polarer Meere

Mitarbeit im Antarktisprogramm Dr. U. Wirth

Als Teilnehmer der POLARSTERN-Expedition ANT VIII/5 während des antarktischen Polarsommers 1989/90 konnte ich in Lebenduntersuchungen an Bord zu Ökologie, Fortpflanzungsbiologie und biogeographischer Ausbreitung der Kamptozoen im atlantischen (Weddell-Meer) und atlantopazifischen (Bransfield Strait) Bereich der antarktischen Faunenregionen reiches Daten- und Tiermaterial gewinnen, welches in den folgenden Jahren ausgewertet und unter anatomischem und ultrastrukturellem Aspekt aufgearbeitet und mit entsprechendem pazifisch/antarktischem und arkti-schem Material verglichen werden konnte. Zudem wurden mehrere neue Arten beschrieben. Die Antarktisarbeiten wurden im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms "Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten" durchgeführt.


1. Biogeographie

Kamptozoen sind sehr kleine sedentäre Strudler mit geringer Ausbreitungskapazität und somit prädestiniert zur Artbildung unter geographischer Separation lokaler Populationen. Erstaunlicherweise erwies sich die zirkumantarktische Kamptozoenfauna nicht homogen, pazifische Arten waren im atlantischen Sektor bis auf eine Ausnahme nicht vertreten. Dementgegen zeigte sich eine in keinem andern Fall bis jetzt so deutlich ausgeprägt bipolare Verbreitung mehrerer extrem kaltstenothermer Arten in den nord- wie südpolaren Zonen des atlantischen Beckens - Hinweis auf einen kontinuierlichen Genfluß zwischen den Polarseen und somit auf eine kontinuierliche Besiedlungsbrücke entlang der bisher nur spärlich untersuchten altlantischen Tiefseerinnen.


2. Wirtskonstanz und Wirtsspezifität

Der stammesgeschichtlich ursprünglichen Gruppe solitärer, epizoischer Kamptozoen (Loxosomatiden) schreiben die meisten Autoren eine hohe Wirtsspezifität zu. Im Vergleich des Wirtsspektrums identischer Arten aus Arktis und Antarktis und in Substratbesiedlungsversuchen zeigte sich, daß i.d.R. zwar in beiden Faunengebieten vikariierende Invertebratenarten als Wirte bevorzugt werden, daß für die Habitatwahl der Loxosomatiden aber eher der typische Lebensraum der Wirtstiere mit seinen spezifischen physikalischen Bedingungen und Nahrungsangeboten verantwortlich ist als eine physiologische artspezifische Wirtsbindung.


3. Anpassungen an klimatische Extrembedingungen

Bei zwei spezifisch polaren Arten konnten Anpassungsphänomene an Extrembedingungen beschrieben und genauer untersucht werden, zwar ohne stammesgeschichtliche Bedeutung, jedoch paradigmatisch als Neuerwerbungen aufgrund derartiger Selektionsdrucke: (1) der Gewinn einer hohen Regenerations- und damit Überdauerungspotenz (Loxosomella antarctica) in einer Tiergruppe, die sonst aller Regenerationsfähigkeit ermangelt und (2) die "Erfindung" lassobewehrter Klebkapseln, den Spirocysten der Coelenteraten analog, die den ursprünglichen Kleinpartikelstrudlern den Übergang zu räuberischer Lebensweise in einem planktonarmen Lebensraum ermöglichen (Loxosomella brochobola nov.spec.) Top


B. Untersuchung der stammesgeschichtlichen Stellung der Kamptozoen innerhalb der Spiralia / Protostomia nach 18S rRNA Sequenzvergleichen

Zusammenarbeit:
  In Zusammenarbeit mit den oben genannten Gruppen konnten die umstrittene stammesgeschichtliche Stellung der Kamptozoa und ihr Verhältnis zu den Bryozoa weiter geklärt und damit früher von mir aufgrund morphologischer Befunde gezogene Schlüsse gesichert werden. Kamptozoen und Bryozoen nicht miteinander verwandt. Die von NIELSEN geforderten Homologien zwschen beiden Gruppen sind Konvergenzen. Der "acoelomate" Bauplan der Kamptozoen ist kein ursprüngliches Merkmal, sondern mit großer Wahrscheinlichkeit durch Reduktioin aus einem coelomaten Bauplan hervorgegangen. Ein Geschwistergruppenverhältnis zu Polychaeten ("neotene Trochophorae") ist anzunehmen.

Die entsprechenden Untersuchungen mit molekularbiologischen Methoden werden z.Zt. zusammen mit der Arbeitsgruppe Garey, Pittsburgh, fortgesetzt.


 
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Publications

 
  1. Emschermann, Peter (1993) On Antarctic Entoprocta: Nematicyst-like Organs in a Loxosomatid, Adaptive Developmental Strategies, Host Specificity, ans Bipolar Occurence of Species. Biol. Bull. 184, 153 - 158 (1993)

     
  2. Emschermann, Peter (1993) Lime-twig glands: A unique Invention of an Antarctic Entoproct. Biol. Bull.185, 97 - 108 (1993)

     
  3. Emschermann, Peter (1994) Kamptozoa In: J. Schwörbel und B. Zwick (Hrsg.) Süßwasserfauna von Mitteleuropa I / 2-5: Cnidaria: Hydrozoa und Kamptozoa. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1994.

     
  4. Emschermann, Peter (1994) Die Kamptozoen antarktischer Gewässer. In: C. Wiencke und W. Arntz (Hrsg.): Benthos in polaren Gewässern. Berichte zur Polarforsch. 155, 54 - 57 (1994)

     
  5. Emschermann, Peter (1996) Kamptozoa (Entoprocta) Kelchwürmer. In: W. Westheide und R.Rieger (Hrsg.): Spezielle Zoologie. Tl 1: Einzeller und Wirbellose. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1996.

     
  6. Emschermann, Peter und Eckart Härle (im Druck). Biologie für Mediziner und Naturwissenschaftler. Lehrbuch der allgemeinen Biologie. F.K.Schattauer Verlagsgesellschaft, Stuttgart.

     
  7. Mackey, L.Y., B. Winnepenninckx, R. de Wachter, T. Backeljau, P. Emschermann and J.R. Garey (1996) 18SrRNSA Suggests That Entoprocta Are Protostomes, Unrelated to Ectoprocta. J. Mol. 42, 552 - 559 (1996)

     
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