Sektion

Coleoptera

Die Sektion Coleoptera erforscht ein breites Spektrum entomologischer Themen. Die vergleichende und funktionelle Morphologie von Exoskelett und Muskulatur der Insekten steht im Vordergrund, mit Schwerpunkt auf der Morphologie der Genitalorgane.

Weitere Projekte befassen sich mit der Phylogenie, Taxonomie, Paläontologie und Faunistik verschiedener Insektengruppen, vornehmlich der Dictyoptera (schabenartige Insekten), Mantophasmatodea (Fersenläufer) und Coleoptera (Käfer). Bei den einzelnen Forschungsthemen arbeiten die Mitglieder der Sektion mit diversen Kooperationspartnern weltweit zusammen. In bionisch geprägten Projekten transferieren wir, gemeinsam mit Kooperationspartnern aus den technischen Bereichen, Mechanismen des Skelett-Muskel-Systems der Insekten in praktische Anwendungen. Die Sektion organisiert auch die alle zwei Jahre stattfindenden „Dresden Meetings on Insect Phylogeny“. Die Forschung der Sektion trägt vor allem zum Research Field I “Biodiversität und Systematik” von Senckenberg bei.

11th Dresden Meeting Insect Phylogeny

Sektion

Die Forschung der Sektion ist einem breiten Spektrum entomologischer Themen gewidmet. Die vergleichende und funktionelle Morphologie von Exoskelett und Muskulatur der Insekten steht im Vordergrund; weitere Projekte befassen sich mit der Phylogenetik, Taxonomie, Paläontologie und Faunistik verschiedener Insektengruppen; und auch Projekte zur Bionik sind vertreten.

Die Morphologie des Postabdomens und der männlichen und weiblichen Genitalorgane ist seit langem das zentrale Forschungsthema der Sektion. Laufende Projekte behandeln die weibliche Genitalregion der Mantodea (Gottesanbeterinnen), Phasmatodea (Stabschrecken), Orthoptera (Heuschrecken i.w.S.) und Odonata (Libellen, v.a. Aeshnidae) sowie die männliche Genitalregion der Zygentoma (Fischchen) und Odonata (im Rahmen von Master- und Doktorarbeiten und einer Kooperation mit der Universität Kiew). Ziel dieser Arbeiten ist es, für die hochkomplexen und sehr diversen postabdominalen und v.a. genitalen Strukturen die Homologiebeziehungen über die verschiedenen Insektenordnungen hinweg zu klären, den Grundplan und die Evolution bei den Insekten zu rekonstruieren und die Funktionalitäten der vielen Strukturelemente zu eruieren. Auch die unterschiedliche Evolution homonomer Strukturelemente in den beiden Geschlechtern und die bei verschiedenen Insekten sehr unterschiedliche Verteilung pädomorpher Tendenzen (mit vielfacher Parallelevolution) sind hier wichtige Aspekte. Dadurch wird eine verbesserte Basis geschaffen für die Analyse genitaler Interaktion zwischen den Geschlechtern, diesbezüglicher wechselseitiger Anpassungen und der Rolle dieser Prozesse in der Artbildung. Dies führt letztlich zu einem verbesserten Verständnis der Genitalmorphologie bei Insekten, die von zentraler Bedeutung für die Fortpflanzungsbiologie und in der Systematik ist.

Die Dictyoptera (die Schaben-Termiten-Gottesanbeterinnen-Gruppe) sind eines der zentralen Taxa in unserer Forschung. Neben den Genitalstrukturen untersuchen wir verschiedene Teilabschnitte der Beine und der Mundwerkzeuge vergleichend bei den einzelnen Untergruppen. In Zusammmenarbeit mit WissenschaftlerInnen der Zoologischen Staatssammlung München und der Universitäten Aarhus und Prag sind eine taxonomische Revision der winzigen myrmekophilen Schaben der Gattung Attaphila und eine molekulargenetische Analyse der artenreichen Schabengruppe Blaberoidea aktuelle Schwerpunkte.

Die Mantophasmatodea (Fersenläufer, „Gladiatoren“) sind ein weiteres Schwerpunkttaxon. In Zusammenarbeit mit WissenschaftlerInnen der Universitäten Greifswald und Köln führen wir Studien zur Morphologie (v.a. Genitalstrukturen) sowie zur Artenvielfalt und Phylogenie der Gruppe durch.

Unsere Forschung zu Coleoptera beinhaltet – in Zusammenarbeit mit Kollegen der Universität Viçosa (Brasilien) – Arbeiten zur Morphologie, Taxonomie und Phylogenie der Ciidae (Schwammkäfer). Schwerpunkte der morphologischen Arbeit liegen derzeit auf der Kopfmorphologie und einer detaillierten Analyse der Oberflächenstrukturen von Pronotum und Elytren (im Rahmen von Doktorarbeiten). Unser Team trägt ferner zur ökofaunistischen Erfassung der Käfer in Ost-Deutschland bei, mit einem Fokus auf wasserlebenden Taxa.

Unsere Forschung im Bereich Bionik zielt darauf ab, Funktionen und Mechanismen des Skelettmuskelsystems der Insekten innovativ in technische Anwendungen einzubringen. Dies wird einerseits konkret in einem Kooperationsprojekt mit IngenieurInnen der TU Dresden verfolgt, bei dem Elemente der Insektenbeine in neu entwickelte textile Verbundmaterialien integriert werden, um z.B. leichtgewichtige Greifsysteme zu entwickeln. Über Lehre an der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Dresden werden Studierenden des Bereichs Design Grundlagen der Insektenmorphologie und -mechanik vermittelt, die danach breit in verschiedenste Ausbildungsprojekte einfließen.

Die Coleoptera-Sammlung beinhaltet ca. 80.000 Arten aus allen zoogeographischen Regionen, mit insgesamt etwa 2 Millionen Exemplaren. Die meisten Exemplare sind getrocknet und genadelt.

Die Sammlung beinhaltet Primärtypen zu mindestens 11.500 Namen, dazu Sekundärtypen zu vielen weiteren Namen. Der wichtigste systematische Schwerpunkt liegt auf den Curculionoidea mit knapp 20.000 Arten und Primärtypen für ca. 7.400 Namen; dieser Teil der Sammlung basiert auf den umfangreichen Aufsammlungen und Arbeiten der ehemaligen Kuratoren Kirsch und Heller und beinhaltet auch die wichtigen historischen Sammlungen von Faust und Schultze. Stark vertreten sind auch die hochdiversen Scarabaeidae (einschließlich der bedeutsamen Felsche-Sammlung) und die weniger artenreichen Mordellidae (einschließlich der Ermisch-Sammlung), Lycidae (Kleine-Sammlung), und Byrrhidae (hauptsächlich basierend auf Aufsammlungen von O. Jäger). Der jüngste regionale Fokus liegt auf der Himalaya Region.

Der kuratorische Status der Sammlung variiert je nach Käferfamilie. Ungefähr 50% des Bestandes sind noch in Mobiliar der 1950er Jahre untergebracht, und etwa 5% befinden sich in noch älteren, teils beschädigten Insektenkästen (aus vor Jahrzehnten geerbten oder angekauften Privatsammlungen). Der kuratorische Status dieser Teile ist kritisch. Seit 2001 wurde jedoch knapp die Hälfte der Käfersammlung in modernes Mobiliar umgesetzt, u.a. mit Systemschachtelstruktur und dicht schließenden Kästen und Stahlschränken. Dabei wurden für die betreffenden Käferfamilien die vielen in der Sammlung verstreuten Bestände zusammengeführt (u.a. aus kleineren Privatsammlungen und jüngeren eigenen Aufsammlungen), die Nomenklatur aller Arten aktualisiert und die Bestände in MS Excel inventarisiert (datenbankkompatibel). In den letzten Jahren wurde im Zuge dieser Arbeiten die artenreiche Familie Carabidae (mit etwa 400.000 Exemplaren) neu aufgestellt; dies war möglich durch eine Senckenberg-interne Sonderfinanzierung (ediCall-CARAB-Projekt 2016-2019), über das neues Mobiliar angeschafft und Fachkräfte befristet eingestellt werden konnten. Diese Revision der Carabiden-Bestände wurde gemeinsam mit den Partnerinstituten in Müncheberg und Frankfurt durchgeführt, so dass auf diesem Weg eine Senckenberg-Laufkäfersammlung entstanden ist.

Djernæs M., Kotyková Varadínová Z., Kotyk M., Eulitz U., Klass K.-D. (2020): Phylogeny and life history evolution of Blaberoidea (Blattodea). Arthropod Systematics and Phylogeny 78(1).

Prokop J., Pecharová M., Sinitshenkova N.D., Klass K.D. (2020): Male postabdomen reveals ancestral traits of Megasecoptera among winged insects. Arthropod Structure and Development 57: 100944. https://doi.org/10.1016/j.asd.2020.100944

eingereicht (Mai 2020)

Lohse F., Klass K.-D., Wende C., Hickmann R., Häntzsche E., Ashir M., Trümper W. & Cherif C. (submitted): Bio-inspired semi-flexible joint based on fiber-reinforced composites with shape memory alloys. Journal of Intelligent Material Systems and Structures (submitted).

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