Wir untersuchen die Entwicklung der Sinnessysteme von Wirbeltieren mithilfe modernster bildgebender Verfahren und einer Kombination fossiler (ausgestorbener) und moderner (vorhandener) Organismen.
Die meisten sensorischen Systeme und Verarbeitungskomponenten bei Wirbeltieren sind innen, daher verwenden wir CT und verwandte Methoden, um ein vollständiges 3D-Verständnis der sensorischen Anatomie von Strukturen wie den Innenohren und dem Gehirn zu ermöglichen. Wir arbeiten daran, die Morphologie und Evolution verschiedener Organismen zu verstehen, aber ein zentrales Interesse der Gruppe ist die Evolution spezialisierter Sinnessysteme. Ein Beispiel hierfür ist die Echoortung oder die Fähigkeit, „mit Ton zu sehen“. Diese Fähigkeit hat sich in unterschiedlichen Gruppen wie Zahnwalen und Fledermäusen konvergent entwickelt. Daher sind wir daran interessiert zu verstehen, wann, wie und warum sich diese speziellen sensorischen Fähigkeiten entwickelt haben.
Wichtig ist auch die internationale Zusammenarbeit und nehmen deshalb an jährlichen Feldexpeditionen in Messel, Namibia, Australien, Nordamerika und anderswo teil.
Ich suche aktiv nach interessierten Studierenden (Doktoranden, Master) und Postdocs, die mit mir diese Fragestellung untersuchen. Bei Interesse gerne melden.
Wir kombinieren Informationen aus modernen und fossilen Gruppen, um den Vorgang der Evolution spezialisierter Sinnesorgane zu verstehen. Echolokation – die Fähigkeit, Objekte und Umgebung durch aktives Produzieren und Hören von reflektiertem Schall zu lokalisieren – ist eine faszinierende Sinnesfähigkeit, die sowohl Fledermäuse als auch Wale unabhängig entwickelt haben. Während die Ursprünge der Unterwasser-Echolokation bei Meeressäugetieren noch weitgehend unbekannt sind, hat unsere jüngste Arbeit gezeigt, dass diese Fähigkeit wahrscheinlich mindestens zweimal in der frühen Evolution dieser Gruppen entstanden ist. Bei Fledermäusen bleiben die Ursprünge der Echolokation etwas mysteriös, aber bisherige Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Fähigkeit bereits im frühen Eozän (vor etwa 50 Millionen Jahren) existierte.
Die Forschung am Innenohr liefert entscheidende Einblicke in die Evolution spezialisierter Sinnesfähigkeiten wie Echolokation. Das Innenohr, obwohl winzig, ist vollgepackt mit Informationen über die Ökologie, Physiologie und das Hören von Säugetieren. Durch gezielte Mikro-CT-Scans analysieren wir diesen Teil des Schädels, um zu untersuchen, wie das Hören und das Gleichgewicht sich im Laufe der Geschichte bei Wirbeltieren entwickelt haben.
Gehirne sind die zentralen Verarbeitungszentren für unsere Sinne, und ihr Studium hilft uns, die Muster und Treiber der Evolution von Sinnesorganen zu verstehen. Wir können den inneren Gehirnraum (genannt „Endocast“) sowohl aus fossilen als auch aus modernen Schädelformen digital extrahieren, was es uns ermöglicht, Gehirnformen zwischen verschiedenen Arten zu vergleichen. Unsere jüngste Forschung mit Neuwelt-Fledermäusen hat faszinierende Einblicke ergeben – zum Beispiel haben Fledermausarten mit fruchtbasierter Ernährung ausgeprägtere Riechkolben im Vergleich zu insektenfressenden Arten. Wir erweitern diese Forschung, um fossile Exemplare und ziehen umfassende CT-Scans hinzu, um die Evolution von Gehirn und Sinnesorganen weiter zu erforschen.
Wir untersuchen interne anatomische Entwicklungsänderungen mit innovativen Techniken wie reversibler Jodfärbung und nicht-destruktivem Mikro-CT-Scanning. Der Schwerpunkt unserer Arbeit liegt auf der Erforschung der Entwicklung des Gehirns und der Nasenregion bei Meeressäugern, bei denen viele Entwicklungsaspekte noch unbekannt sind.
Wir sind Pioniere im Einsatz kontrastmittelverstärkter CT-Scans (diceCT) an seltenen Delfinföten, um die Anatomie des sensorischen Organs detailliert zu erforschen. Wir erweitern diesen Ansatz nun auf Fledermausproben in verschiedenen Lebensstadien. Da Fledermäuse bereits wichtige Modellorganismen in Entwicklungsstudien sind, wird uns unsere Forschung mit Senckenberg-Exemplaren helfen, morphologische Unterschiede zwischen Individuen und Arten zu verstehen.
