Untersuchungen zur Kopfmorphologie und Funktion der Mundwerkzeuge bei Insekten mittels Synchrotron-Röntgenstrahlung

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Die Phasenkontrast-Radiographie ist eine neue, nicht-invasive Methode für die morphologische und physiologische Forschung in der Zoologie. Mit Hilfe besonders präziser Röntgenstrahlung, wie sie nur an Synchrotron-Teilchenbeschleunigern erzeugt werden kann, ist es neuerdings möglich, anatomische Strukturen von Tieren und Pflanzen sowie die Organfunktion lebender Insekten mit einer Auflösung von 1 µm darzustellen. - In einem ersten Projektteil soll diese neue Technik benutzt werden, um die Kopfanatomie pilzsporenfressender Kurzflügelkäfer aus der Unterfamilie der Aleocharinae vergleichend zu untersuchen. Dabei sollen die mit dem evolutiven Übergang von einer ursprünglich räuberischen zu einer obligat sporenfressenden Ernährungsweise verbundenen Änderungen der internen Kopfanatomie vergleichend untersucht werden. Hierzu soll die Methode der Mikro-Röntgentomographie angewendet werden, die den Vergleich kompletter Schnittserien einer größeren Anzahl von Taxa sowie 3D-Rekonstruktionen ermöglicht. - In einem zweiten Projektteil wollen wir Synchrotron-Röntgenstrahlung erstmals anwenden, um das Bewegungsmuster (Koordination und Kinematik) kauend-beißender Mundwerkzeuge bei einer Reihe von Insektengruppen vergleichend zu analysieren. Vollständige Analysen der simultanen Bewegungsweise von Mundwerkzeugen waren mit konventionellen Aufnahmetechniken bisher nicht möglich, da sich die einzelner Elemente wechselseitig überlappen. Neben der Beschreibung der Kinematik sollen es unsere Untersuchungen ermöglichen, die Funktionsweise einzelner Mundwerkzeuge über einfache biomechanische Gesetze zu erklären.