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Malakologie

Forschung


Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Systematik und Taxonomie schafft die zwingend notwendige Basis für Aussagen zum Beispiel über Verbreitung in Raum und Zeit, Ökologie, Evolution und physiologische Leistungen eines Organismus und ist damit auch unabdingbare Voraussetzung für angewandte Forschung.

Jede solcher Aussagen muss auf einer exakten Bestimmung und Zuordnung des Objekts basieren. Taxonomische Arbeit bedarf langfristiger Erfahrung und einer Forschungssammlung als Arbeitsmittel. Dementsprechend liegt der Schwerpunkt der in der Sektion Malakologie betriebenen Forschung auf der taxonomischen Grundlagenforschung.

Hierfür verfügt die Sektion mit einer der größten und wichtigsten malakologischen Sammlungen der Welt über ein hervorragendes Forschungsinstrument und zugleich unschätzbares Datenarchiv. Die Sektion Malakologie ist Teil des Forschungsbereichs Biodiversität und Systematik.

Den großen Teilgebieten der Sammlung  entsprechen folgende Forschungsschwerpunkte:

Evolution

Entwicklung der morphologischen Vielfalt

Das möglicherweise bemerkenswerteste Merkmal, das alle Mollusken-Klassen verbindet, ist ihre Unterschiedlichkeit. Die Fähigkeit der Mollusken, ihren Bauplan umzugestalten und sich an neue Nischen anzupassen, ist das, was die Mollusken unter den Tieren auszeichnet. Die Arthropoden haben eine höhere Artenzahl, aber kein Stamm weist eine größere Verschiedenheit innerhalb der einzelnen Klassen auf als die Mollusken. Auf dem Weg zu unserem heutigen Verständnis der Mollusken-Evolution begegnen uns bizarre Lebewesen, die sich über die „typischen“ Grenzen ihrer Gruppen hinwegsetzen – zweischalige Schnecken, Chitons ohne Fuß, wurmförmige Muscheln, Kopffüßer und Schnecken mit Hartteilen in der Haut sowie die wiederholte Entwicklung hin zu Verlust der Schale oder zusätzlicher Panzerung. Einzeln für gewöhnlich als einmalige Sonderlinge abgetan, zeigen uns diese Geschöpfe aber das enorme potential der Mollusken, die Grenzen der tierischen Evolution immer wieder austesten. Jüngst entstandene Arten mit Mosaik-Merkmalen stellen unsere Vorstellung über die Polarität (ursprünglich/abgeleitet) morphologischer Schlüsselmerkmale auf den Prüfstand. Solche Innovationen und Umorganisationen sind seit über 540 Millionen Jahren ein beständiges Merkmal der Mollusken-Evolution. Der Schwerpunkt der Forschung unserer Gruppe liegt auf einem umfassenden Verständnis der Phylogenie der Mollusken durch Genomik und 3D-tomographische Rekonstruktionen der Anatomie von rezenten und letzteres auch von fossilen Arten. Unser Ziel ist es, einen Rahmen zu finden, der die ungewöhnliche morphologische Plastizität der Mollusken nicht nur umfasst, sondern sie auch in ihrer Besonderheit würdigt.

 

Marine Malakologie

Taxonomie und Biodiversität mariner Molluskenfaunen der arabischen Meere

Rotes Meer, Golf von Aden, Persischer Golf und die Insel Sokotra unterscheiden sich in der Biodiversität ihrer Molluskenfaunen zum Teil sehr deutlich, auch die spezifische Zusammensetzung der Faunen zeigt teilweise signifikante Unterschiede. Diese Unterschiede sollen herausgearbeitet und im ökologisch-ozeanographischen sowie biogeographischen Kontext erklärt werden. Notwendige Basis dafür ist wiederum eine abgeklärte Taxonomie. Grundlage für die Arbeiten sind die umfangreichen Materialien aus dem Tiefwasser des Roten Meeres und des Golfs von Aden, die durch verschiedene deutsche Forschungsschiffe (Sonne, Valdicia, Meteor) gesammelt wurden, sowie eigene und von  Kollegen durchgeführte Aufsammlungen im Eu- und flachen Sublitoral des Roten Meeres, des Persischen Golfes sowie von der Insel Sokotra.

In Zusammenarbeit mit M. Zuschin (Wien) werden derzeit Flachwassergastropoden aus dem Roten Meer von Ägypten taxonomisch und aktuopaläontologisch bearbeitet. Die Pectinidae aus dem Tiefwasser des Roten Meeres und des Golfs von Aden wurden zusammen mit H. Dijkstra (Amsterdam) untersucht.

Im Rahmen des seit 2011 laufenden arabisch-deutschen Kooperationsprojektes „Red Sea Biodiversity Survey“  haben mehrere Sammelreisen reichhaltiges Material erbracht, das in Bearbeitung ist.  In einem internationalen Buchprojekt werden „Physical and biological constraints on the deep sea benthic molluscs“ des Roten Meeres dargestellt (mit M. Taviani, Bologna). Ferner ist eine umfangreiche Molluskenausbeute von der Insel Sokotra in Bearbeitung.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie Ronald Janssen.

Tiefwassermollusken, speziell Mollusken aus chemosynthetischen Habitaten 

Seit ihrer Entdeckung in den 60iger Jahren bilden chemosynthetische Faunengemeinschaften einen besonderen Schwerpunkt in der Erforschung mariner Biota. Das durch entsprechende deutsche Forschungsvorhaben gesammelte Material wird u. a. auch im Senckenberg Forschungsinstitut hinterlegt und bearbeitet. Bisher wurden mehrere neue Arten von Bivalven der Familien Vesicoymidae und Mytilidae beschrieben (u. a. Cosel & Janssen 2008, Krylova & Janssen 2007). Weitere Bearbeitungen sind nach Maßgabe neu gesammelten Materials vorgesehen.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie Ronald Janssen.

Historische Sammlungen mariner Organismen

– ein Fenster in die Anfänge des Global Change in Nord- und Ostsee.

Im Rahmen des vom BMBF geförderten Projekts MARSAMM werden die Bestände mariner Mollusken der Nord- und Ostsee überarbeitet und digital erfasst. Der Fokus liegt dabei auf dem umfangreichen in Ethanol fixierten Material von Forschungsfahrten in diesem Gebiet. Die Fahrten wurden von Prof. Dr. M. Türkay initiiert und seit den 1970er Jahren regelmäßig durchgeführt.

MARSAMM website und Datenbank

Terrestrische Malakologie

Taxonomie und Evolution der Clausiliidae 

Der Hauptforschungsgegenstand, die Schließmundschnecken (Clausiliidae), sind eine der am besten bekannten Familien der Landlungenschnecken. Sie sind in natürlichen Lebensräumen (Wald- und Felsbiotope) verhältnismäßig häufig und stehen für die Forschung in Sammlungen mit einer großen Zahl von Proben und Individuen zur Verfügung. Die Clausilien-Sammlung des Senckenberg Forschungsinstituts und Naturmuseums Frankfurt ist eine der bedeutendsten der Welt; wegen ihres Reichtums an Typen ist sie eine einzigartige Vergleichs-Sammlung.

Die Clausilien sind reich an morphologischen Merkmalen, an solchen des Gehäuses, weil sie einen komplizierten Verschluss-Apparat besitzen, und an solchen des Genitalapparats, weil sie simultane Zwitter sind. Sie zeigen eine hohe Diversität, sowohl auf Art-Niveau (etwa 1300 rezente Arten bekannt) als auch auf höherem taxonomischem Niveau (gegenwärtig 9 Unterfamilien).

Die Forschung betrifft rezente europäische und außereuropäische Gruppen (Ostasien, Südamerika) sowie fossile Gruppen.

Bei den rezenten europäischen Gruppen stehen Diversität und Evolution der Gruppen im Vordergrund. Besonders interessant sind die Gruppen Südeuropas, Felsenschnecken, die hohe Diversität auf Artniveau zeigen. Diese Diversität wird in bestimmten Gruppen durch alternative Formen des Verschluss-Apparats, verschiedene Windungsrichtung des Gehäuses und Art-Bastardierung noch erhöht.

Bei den außereuropäischen Gruppen steht die taxonomische Arbeit noch im Vordergrund. Sie ist von besonderer Bedeutung für Konservierungs-Planungen, da viele Arten charakteristisch für naturnahe Biotope sind.
Bei den fossilen Clausilien, die hauptsächlich im Tertiär und Quartär vorkommen, ermöglicht das merkmalsreiche Gehäuse eine sichere Einordnung der Arten in höhere taxonomische Einheiten. Die Arten haben im allgemeinen eine große biostratigraphische Bedeutung. Faunenwandel fossiler Clausilien ermöglichen Rückschlüsse auf klimatische Änderungen. Durch Analyse ihrer Merkmale kann die Beurteilung der Merkmalszustände (plesio-/apomorph) rezenter Gruppen überprüft werden.

Aktuelle Forschungsprojekte sind:

  1. Arthybridisierung bei der Gattung Alopia;
  2. Unterart-Konzepte bei südeuropäischen Clausilien;
  3. Clausilienfaunen des Plio-Pleistozäns Mitteleuropas.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie Hartmut Nordsieck.

Die Diversität der Flussmuscheln Nepals

Flussmuscheln sind auf allen Kontinenten (außer Antarktika) ein wichtiger, aber oft übersehener und wenig bekannter Teil der Fauna stehender und fließender Gewässer. Als „lebende Kläranlagen“ (Filtrierer) und „Biotopingenieure“ (grabende Fortbewegung) verbessern sie die Qualität und Vielfalt ihres Lebensraums. Die größte Artenzahl findet sich in Süd-, Südost- und Ostasien (320) sowie in Nordamerika (302). Verglichen damit sind die 34 Arten der Paläarktis (8 in Deutschland, darunter eine invasive Art) nur ein recht unbedeutender Teil einer insgesamt fast 1.000 Arten zählenden Tiergruppe. Während ihre Artenvielfalt in Nordamerika seit über 30 Jahren mit modernen und standardisierten Methoden intensiv erforscht wird, wurde erst in der jüngeren Vergangenheit mit entsprechenden Studien in den übrigen Schwerpunkten der Biodiversität bei den Flussmuscheln begonnen. Ein in dieser Hinsicht noch weitgehend unbekannter Teil ist Südasien (Indien und angrenzende Staaten sowie ein Großteil Myanmars). Zwar fehlt es auch hier nicht an Artnamen und -beschreibungen, doch welche der zahlreichen Taxa als biologische Arten zu werten sind, und ob sich unter einer bekannten Formen verschiedene (kryptische) Arten verbergen, ist noch weitgehend unbekannt.

In der malakologischen Sammlung des Forschungsinstituts Senckenberg gibt es geeignetes Material, um hier einen ersten Einblick zu gewinnen. Dieses wurde 2014 in Nepal bei einer privaten und durch die Universität Kathmandu unterstützten Forschungsreise gesammelt und dem Forschungsinstitut übergeben. Geplant sind molekulargenetische, anatomische und morphologische Analysen, die einen Einblick in die Diversität der Flussmuscheln in Zentral-Nepal und damit in einen Teil der Fauna des Ganges-Einzugsgebiets ermöglichen.

Projektpartner:

  • Sektion Malakologie der Abteilung Marine Zoologie, Senckenberg Forschungsinstitut, Frankfurt/M.
  • AG Molekulare Ökologie des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrums, Frankfurt/M.
  • Laboratory for Molecular Ecology & Phylogenetics, Northern Arctic Federal University, Arkhangelsk, Russland.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie Karl-Otto Nagel.

Digitalisierung und taxonomische Überarbeitung der Unionida-Sammlung

Auf den Sammlungsteil der Süßwassermuscheln war von 2012 bis 2015 ein DFG-Projekt gerichtet.

Die Sammlung der Süßwassermuscheln (Unionida) des Senckenberg Forschungsinstituts und Naturmuseums Frankfurt ist weltweit eine der bedeutendsten ihrer Art. Sie enthält unter anderem sehr umfassende Bestände europäischer Flussmuscheln aus nahezu allen Gewässer-Systemen, die bis auf die erste Hälfte des 19. Jahrhunderts zurückgehen, sowie umfangreiches Typen- und Belegmaterial.
Damit ist diese Sammlung ein international häufig nachgefragtes Forschungsinstrument und stellt ein unschätzbares Datenarchiv dar. Die paläarktischen Arten (10.000 Serien) wurden taxonomisch überarbeitet, digital erfasst und unter Berücksichtigung der aktuellen Systematik neu geordnet. Die digitale Inventarisierung des Gesamtbestandes (ca. 17.000 Serien) ist nahezu abgeschlossen und die Überarbeitung des außer-paläarktischen Materials ist in Arbeit. 2019 konnte mit finanzieller Unterstützung durch die Datz-Stiftung der Bestand der nordamerikanischen Unionida ebenfalls überarbeitet, taxonomisch revidiert und digital erfasst werden.
In der Objektdatenbank AQUiLA sind diese Sammlungsteile über das Internet zugänglich. Dadurch wird ihre Nutzung für eine Vielzahl von Fragestellungen (Veränderung von Verbreitungsarealen, moderne Revision der Taxonomie) wesentlich erleichtert.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie Karl-Otto Nagel.

Tertiär-Mollusken

Oligozäne und Miozäne Mollusken des Nordseebeckens

Parallel zu taxonomischen Spezialbearbeitungen einzelner Gattungen wird die Molluskenfauna des Oligo-Miozäns des Nordsee-Beckens in Form kritischer taxonomisch-revisorischer Kataloge inventarisiert, um eine Grundlage für weiterführende Arbeiten, zum Beispiel die biostratigraphische Anwendung zu schaffen. Die Arbeiten an den Katalogen stützen sich auf eine umfassende Auswertung der diesbezüglichen Literatur, auf sehr umfangreiches Sammlungsmaterial, Spezialbearbeitungen wichtiger Lokalfaunen sowie die Untersuchung und photographische Dokumentation des jeweiligen Typusmaterials. Taxonomische Revisionen der oberoligozänen Pyramidellidae und Pectinidae sowie miozäner Turridae stehen zur Zeit im Vordergrund. Eine Revision der untermiozänen Fauna von Klintinghoved (Dänemark) wurde in Zusammenarbeit mit dänischen Forschern begonnen.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie Ronald Jansssen.

Taxonomie, Evolution und Biostratigraphie der marinen Mollusken des Tertiärs in Europa

Mollusken spielen im Tertiär Europas nach wie vor eine zentrale Rolle in der regionalen Biostratigraphie und bei der Rekonstruktion paläogeographischer Beziehungen der Tertiärbecken. Die Kenntnisse der Faunen einzelner Tertiärbecken basieren jedoch noch immer großenteils auf häufig veralteten Gesamt-Monographien und auf der unkritischen Verwendung  tradierter Artbestimmungen. Auch sind die evolutiven Beziehungen vieler Arten bis auf wenige Ausnahmen kaum untersucht.

Es zeigt sich, dass viele Bestimmungen und die auf sie begründeten Schlussfolgerungen hinsichtlich stratigraphischer und geographischer Verbreitung einer kritischen taxonomischen Revision nicht standhalten. Die Loslösung von einer auf einzelne Lokalitäten und/oder stratigraphische Horizonte fokussierten Faunenbearbeitung und die Hinwendung zu einer taxonomischen Bearbeitung systematischer Einheiten über regionale und stratigraphische Grenzen hinweg eröffnet neue Perspektiven für die Klärung systematisch-evolutiver Zusammenhänge, stratigraphischer Reichweiten sowie der regionalen Verbreitung von Arten.

In Einzelfällen kann auch der Anschluss an entsprechende rezente Arten aus dem europäischen und westafrikanischen Faunengebiet gesucht werden, woraus sich eine interessante Verbindung mit der Rezent-Malakologie ergibt. Aus Vergleichen fossiler geographischer Verbreitungmuster mit heutiger Verbreitung sind Rückschlüsse auf Temperaturtoleranzen und klimatisch bedingte Arealverschiebungen möglich. Für diese Arbeiten ist ein umfassendes Vergleichsmaterial aus nahezu allen europäischen Tertiärgebieten sowie der rezenten Faunen unerlässlich. Bedingt durch die jeweils notwendige Einarbeitung in regional und stratigraphisch sehr unterschiedliche Faunen gestaltet sich die Arbeit sehr zeitintensiv und kann nur als Langzeitvorhaben umgesetzt werden. Aktuell stehen Vetigastropoden, Turriden und taxodonte Bivalven im Fokus.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie Ronald Janssen.