Vibrationskommunikation der Mantophasmatodea: Arterkennung, Sexuelle Selektion und Populationsdifferenzierung

Kontaktpersonen:

Monika Eberhard

Serena Dool

Projektbeschreibung

Im von der DFG geförderten Projekt “Vibrational Communication Signals in Mantophasmatodea: Species Recognition, Sexual Selection, and Population Differentiation” untersuchen Monika Eberhard und Dr. Serena Dool die Vibrationssignale von Fersenläufern innerhalb verschiedener Populationen einer Art. Die Variabilität der Balzsignale, sowie Präferenzen für bestimmte Signalkombinationen werden innerhalb und zwischen Individuen verschiedener Populationen verglichen und analysiert, um mögliche Prozesse aufzuzeigen, die die Form und Ausprägung der Signale bewirken und verändern.

Die Insektenordnung Mantophasmatodea (Fersenläufer) wurde erstmals im Jahr 2002 beschrieben. Rezente Vertreter der Ordnung kommen in semi-ariden und ariden Gegenden in Namibia und Südafrika vor. Männchen und Weibchen klopfen mit ihrem Abdomen auf den Untergrund und erzeugen so art- und geschlechtsspezifische Vibrationssignale, die der Partnerfindung und Arterkennung dienen. Weibchen-Wahl spielt hier vermutliche ebenfalls eine Rolle. Mantophasmatodea eignen sich daher hervorragend als Modellorganismen zur Untersuchung der Kommunikation mittels Substratvibrationen, die allein durch Klopfen erzeugt werden.

Im DFG-Projekt wird die Vibrationskommunikation von repräsentativen, südafrikanischen Mantophasmatodea-Arten untersucht. Zunächst ermitteln wir, welche Charakteristika der Signale entscheidend für die Arterkennung sind und ob sympatrisch vorkommende Arten Kontrastbetonung („character displacement“) in den Vibrationssignalen aufweisen. Freilandstudien geben Aufschluss über den Einfluss von Temperatur und Substrat und helfen, die Laborversuche in einen seminatürlichen Rahmen zu stellen. Wir untersuchen, ob die Vibrationssignale direkten Aufschluss über Eigenschaften (Kondition, Alter, etc.) eines Männchens bzw. Weibchens geben (bearbeitet von Simon Küpper), und ob Weibchen (oder Männchen) Paarungspartner aufgrund ihrer Vibrationssignale wählen. Dadurch wollen wir klären, welche Rolle sexuelle Selektion für die Diversität und Variabilität der Vibrationssignale von Mantophasmatodea spielt. Schließlich untersuchen wir mehrere Populationen einer Art in Hinsicht auf die Variabilität von Vibrationssignalen, morphologischen und genetischen Merkmalen. Dies soll erstmalig Aufschluss über die Differenzierung von Fersenläufer-Populationen in der Kap-Region, einem Hotspot der Biodiversität, geben und zeigen, welche Faktoren für Populationsdivergenz und Artbildung bei Mantophasmatodea ausschlaggebend sind.

 

Kooperationspartner:

Mike D. Picker, Department of Zoology, University of Cape Town, South Africa

Martin Haase & Gabriele Uhl, Zoological Institute and Museum, University of Greifswald

Klaus-Dieter Klass, Museum für Tierkunde, Senckenberg Naturhistorische Sammlungen Dresden, Germany

Sven Künzel, Max Plank Institute for Evolutionary Biology

Publikationen
  • Eberhard, M.J.B.; Schoville, S.D. & Klass, K-D. In press. Biodiversity of Grylloblattodea and Mantophasmatodea. In: Insect Biodiversity II: Science and Society, Foottit R.G. & Adler H. (Eds.), Wiley
  • Dool, S. E.; Kuenzel, S.; Haase, M.; Picker, M. D. & Eberhard, M. J. B. 2018 Variable molecular markers for the order Mantophasmatodea (Insecta). Journal of Heredity. In press
  • Eberhard, M.J.B. & Eberhard, S.H. 2013: Evolution and Diversity of Vibrational Signals in Manto-phasmatodea (Insecta). Journal of Insect Behavior 26: 352–370.
  • Eberhard, M.J.B.; Picker, M.D. & Klass, K.-D. 2011: Sympatry in Mantophasmatodea, with the description of a new species and phylogenetic considerations. Organisms Diversity and Evolution 11: 43-59.
  • Eberhard, M.J.B.; Lang, D.; Metscher, B.; Pass, G.; Picker, M.D. & Wolf, H. 2010: Structure and sensory physiology of the leg scolopidial organs in Mantophasmatodea and their role in vibrational communication. Arthropod Structure & Development 39: 230-241.
  • Eberhard, M.J.B.; Pass, G.; Picker, M.D.; Beutel, R.; Predel, R.; Gorb, S.N. 2009: Structure and Function of the Arolium of Mantophasmatodea (Insecta). Journal of Morphology 270: 1247-1261.
  • Eberhard, M.J.B. 2009: Kurze Vorstellung der Ordnung Mantophasmatodea. Entomologica Austriaca 16: 73-84.
  • Eberhard, M.J.B. & Picker, M.D. 2008: Vibrational Communication in two sympatric species of Mantophasmatodea (Heelwalkers). Journal of Insect Behavior 21: 240-257.