AG Cytologie und Evolutionsbiologie

AG Cytologie und Evolutionsbiologie
Themen für Bachelor- und Masterarbeiten
1. Vergleichende Neuroanatomie innerhalb der Galatheidae
(Anomala) – laterales Protocerebrum
Hintergrund:
Das
Nervensystem eignet sich zur
Rekonstruktion
der
Verwandtschaftsverhältnisse
aber auch der Anpassung an
bestimmte Lebensweisen (z.B.
marine
oder
terrestrische
Lebensweise). Im Gegensatz zu
den meisten Malacostraca gibt es
einige Vertreter, deren Gehirnzentren
(des lateralen Protocerebrums) aus den Augenstielen in den Cephalothorax hinein verlagert sind. Dies tritt vor
allem innerhalb der Galatheidae (Anomala) auf, aber auch innerhalb anderer Gruppen (z.B. Caridea-Garnelen
oder Thalassinidae-Maulwurfkrebse). Projekt: Zur Aufklärung einer möglichen phylogenetischen bzw.
funktionsmorphologischen Relevanz dieses Merkmalskomplexes, sollen Vertreter innerhalb der Malacostraca
(Höhere Krebse) im Hinblick auf ihre Neuroanatomie und spezifischen Lebensweise untersucht werden.
Hierzu kommen die computergestützte Mikrotomografie sowie histologische als auch immunhistochemische
Methoden zum Einsatz. Die Projekte können in ihrem Umfang abhängig von der verfügbaren Bearbeitungszeit
(Bachelor oder Master) abweichen. Kontakt: Dipl.-Biol. Jakob Krieger ([email protected]),
Prof. Dr. Steffen Harzsch ([email protected])
2. Untersuchung der Mechanosensorik und deren
verarbeitenden Strukturen im Gehirn von Putzergarnelen
Hintergrund: Das Nervensystem eignet sich zur Rekonstruktion der Verwandtschaftsverhältnisse aber auch
der Anpassung an bestimmte Lebensweisen (z.B. marine oder terrestrische Lebensweise). Putzergarnelen
zeichnen sich durch ihr besonderes Verhalten und ihre stark ausgeprägten 1. und 2. Antennen aus. Die
Verarbeitungszentren im Deutocerebrum (1. Antenne) und Tritocerebrum (2. Antenne) sind daher besonders
prominent ausgeprägt und weisen morphologische Ähnlichkeiten auf. Projekt: Zur Aufklärung der
Morphologie von mechanosensorischen Strukturen (Sensillen) der 1. und 2. Antennen sowie deren
verarbeitenden Strukturen innerhalb des Gehirns sollen sowohl die Sensillen der 1. und. 2. Antenne
charakterisiert und dokumentiert werden (Rasterelektronen-mikroskopie), als auch elektrophysiologische
Versuche und Backfill-Methoden an der gebänderten Putzergarnele (Stenopus hispidus) zum Einsatz kommen.
Die Projekte können in ihrem Umfang abhängig von der verfügbaren Bearbeitungszeit (Bachelor oder Master)
abweichen. Kontakt: Dipl.-Biol. Jakob Krieger ([email protected]), Prof. Dr. Steffen
Harzsch ([email protected])
3. Untersuchungen zur Neurogenese während der Adultphase
von Neocaridina heteropoda
©
praeclara.ru
Crangon crangon (Caridea) © C.
Wittfoth
Hintergrund: Lebenslang persistierende Neurogenese in den olfaktorischen Gehirnarealen wird seit vielen
Jahren bei verschiedenen Vertebraten-Taxa, z.B. den Säugetieren, untersucht. Dass neue Nervenzellen jedoch
auch in den Gehirnen einiger höherer Krebse (Malacostraca) entstehen können, ist erst seit knapp 10 Jahren
bekannt. Sowohl über den genauen Mechanismus als auch über die Funktion adulter Neurogenese bei Krebsen
ist daher bisher wenig bekannt. Projekt: Um in Zukunft untersuchen zu können, welche Faktoren die
Neurogeneserate beeinflussen, soll ein hausinternes Modelltier etabliert werden. Dazu sollen morphologische
Untersuchungen, mit Hilfe immunhistochemischer Markierungen und konfokaler Laser-Scanning
Mikroskopie, sowie Pulse-chase Experimente zur Untersuchung des zeitlichen Verlaufs durchgeführt werden.
Diese Daten werden später in weiterführenden Experimenten zum Vergleich als Referenzdaten herangezogen.
Die Projekte können in ihrem Umfang abhängig von der verfügbaren Bearbeitungszeit (Bachelor oder Master)
abweichen. Kontakt: Christin Wittfoth, M.Sc. ([email protected]), Prof. Dr. Steffen
Harzsch ([email protected])
4. Untersuchungen zur Entwicklung des larvalen Nervensystems mariner und terrestrischer Einsiedlerkrebse
Hintergrund: Verschiedene Vertreter der Einsiedlerkrebse haben sich während der Evolution erfolgreich an
das Landleben angepasst. Das Nervensystem adulter mariner und terrestrischer Einsiedlerkrebse wurde in den
vergangenen Jahren bereits mehrfach untersucht. Um die evolutive Anpassung an das Landleben besser
verstehen zu können, sind weiterführende Untersuchungen zur Entwicklung des Nervensystems notwendig.
Projekt: Zum Vergleich des Riechsystems von terrestrischen und marinen Einsiedlerkrebsen soll auf der
Grundlage von µCT-Scans das larvale Nervensystem rekonstruiert und vermessen werden. Hierzu sollen alle
larvalen Stadien bis einschließlich des ersten juvenilen Stadiums verglichen werden. Unterstützend können
Semidünnschnittserien und fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen für die Auswertung hinzugezogen
werden. Die Projekte können in ihrem Umfang abhängig von der verfügbaren Bearbeitungszeit (Bachelor oder
Master) abweichen. Kontakt: Dipl.-Biol. Tina Kirchhoff ([email protected]), Prof. Dr.
Steffen Harzsch ([email protected])
5. Sinnesorgane und neuroanatomische Verschaltung des
Terminalbeins von Geophilus flavus (Chilopoda)
Hintergrund: Die Beine der Arthropoden können verschiedenste Modifikationen und Funktionen besitzen
und sind daher ein exzellentes Untersuchungsobjekt im Hinblick auf adaptive Evolutions- und
morphologische Transformationsprozesse. Bei den Hundertfüßern wird das Terminalbein (letztes Bein) nicht
zum Laufen verwendet, sondern kann verschiedene Funktionen besitzen (Sinnesorgan, Haltezange,
innerartliche Kommunikation). Bei den Erdläufern (Geophilomorpha) kommen zudem sexualdimorphe
Ausprägungen hinzu, die wahrscheinlich eine Rolle im Paarungsverhalten spielen. Projekt: Es soll die
Morphologie der Terminalbeine von weiblichen und männlichen Erdläufern mit einem Schwerpunkt auf den
assoziierten Sinnesorganen und der neuronalen Verschaltung untersucht werden. Das methodische Spektrum
beinhaltet klassische Histologie, Immunhistochemie und Backfill-Techniken sowie elektrophysiologische
Experimente (nur M.Sc.). Eine Kombination dieser Methoden ist je nach Interessenlage möglich. Kontakt:
Dr. Andy Sombke ([email protected])
6. Vergleichende Neuroanatomie innerhalb der Amphipoda –
Primärer olfaktorischer Pfad
Talitrus saltator; ©www.wissen.de
Gammarus pulex; ©Gernot Kunz
Hintergrund: Das Nervensystem eignet sich zur Rekonstruktion der Verwandtschaftsverhältnisse aber auch
der Anpassung an bestimmte Lebensweisen (z.B. marine oder terrestrische Lebensweise). Eine Lebensweise
an Land evolvierte sich innerhalb der höheren Krebstiere (Malacostraca) mehrfach unabhängig und ist bisher
relativ gut innerhalb der Einsiedler (Anomala), Krabben (Brachyura) als auch Asseln (Isopoda) untersucht
worden. Projekt: Zum Vergleich des Riechsystems von terrestrischen und aquatischen Vertretern innerhalb
der Amphipoda, sollen sowohl Strukturen des peripheren als auch des zentralen Nervensystems untersucht
werden. Hierbei kommen die Rasterelektronenmikroskopie für die Untersuchung der 1. und 2. Antennen, und
für die Untersuchung des Gehirns und der verarbeitenden Gehirnareale, computergestützte Tomografie und
histologische wie immunhistochemische Methoden zum Einsatz. Auch einfache Verhaltensversuche und
elektrophysiologische Versuche sind zur Überprüfung der daraus resultierenden Arbeitshypothesen denkbar.
Die Projekte können in ihrem Umfang abhängig von der verfügbaren Bearbeitungszeit (Bachelor oder Master)
abweichen. Kontakt: Dipl.-Biol. Jakob Krieger ([email protected]), Prof. Dr. Steffen
Harzsch ([email protected])