Dr. Björn Quast
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Dr. Björn Quast
Institut für Evolutionsbiologie und Zooökologie
An der Immenburg 1
53121 Bonn
Tel. ++49 228 735758
Fax.: +49 228 73 51 29
Forschung
Entwicklung der Nephridien und Leibeshöhlen bei Arthropoda
Die Tiergruppen Arthropoda und Annelida weisen als Gemeinsamkeit einen segmentierten Körper auf, in dem sich Organe wie Nephridien, Gonaden, Ganglien und Nervenstränge seriell wiederholen. Die Muskulatur jedes Körpersegments soll in beiden Tiergruppen aus den Wänden von segmentalen Leibeshöhlen, den Coelomen, hervorgehen. Aufgrund dieser Ähnlichkeiten wurden Arthropoda und Annelida in der traditionellen Systematik als Schwestergruppen in dem Taxon Articulata zusammengefasst. Molekulare Analysen widersprechen jedoch dieser Verwandtschaftsbeziehung und ordnen die Arthropoda innerhalb der Ecdysozoa ein. Dementsprechend müssten die Übereinstimmungen zwischen Arthropoda und Annelida auf eine konvergente Evolution zurück gehen oder in vielen nahe verwandten Tiergruppen sekundär wieder verloren gegangen sein.
Die Entwicklung der Leibeshöhlen und Nephridien lässt sich detailiert nur mit elektronenmikroskopischen Mitteln aufklären. In einem von der DFG geförderten Projekt untersuchen wir diese Merkmale, um zu prüfen ob ihre Entwicklung tatsächlich die in lichtmikroskopischen Arbeiten vermuteten Ähnlichkeiten aufweist, oder ob es deutliche Unterschiede gibt, die eine getrennte Evolution der Segmentierung unterstützen. An dem Projekt sind beteiligt: Thomas Bartolomaeus, Markus Koch, Georg Mayer.
Derzeitige Diplom- oder Doktorarbeiten zum Thema:
Liesa Rütjes: Entwicklung der Nephridien und Leibeshöhlen bei Arachniden (Diplomarbeit)
Ultrastruktur der Head Kidneys bei Anneliden
Die meisten Anneliden entwickeln sich über eine Trochophoralarve, die sie mit weiteren Tiergruppen, den Mollusken und Entoprocta gemeinsam haben. Ein typisches Merkmal dieser Larve sind paarige Nierenorgane, die sogenannten Head Kidneys. Diese sind generell als Protonephridien ausgebildet, dass heißt, sie besitzen eine terminale Filterstruktur an der der Primärharn durch Ultrafiltration gebildet wird. Die Head Kidneys werden während der Metamorphose abgebaut und durch andere Nephridien ersetzt. Da Head Kidneys bei fast allen Tieren mit Trochophoralarve auftreten, sind sie wahrscheinlich zu einem sehr frühen Zeitpunkt in der Evolution der Tiere entstanden und in den einzelnen Abstammungslinien bis heute erhalten geblieben. Andererseits zeigen sie auch variable Merkmalszustände, von denen viele charakteristisch für bestimmte Teiltaxa der Mollusken oder Anneliden sind. Dadurch sind sie gut geeignet, um Verwandtschaftsbeziehungen zwischen übergeordneten Taxa der Anneliden aufzuklären.
Mit elektronenmikroskopischen Methoden untersuchen wir die Struktur der Head Kidneys von verschiedensten Annelidenarten, um sie dann für Verwandtschaftanalysen einsetzen zu können. Zusätzlich werden Immunmarkierungen genutzt um die Entwicklung der Head Kidneys zeitlich nachverfolgen zu können. An dem Projekt sind beteiligt: Chiharu Kato, Janina Lehrke, Thomas Bartolomaeus.
Derzeitige Diplom- oder Doktorarbeiten zum Thema:
Chiharu Kato: Ultrastruktur und phylogenetische Bedeutung der Head Kidneys bei Anneliden (Promotionsprojekt)
Lehre
- Histologie, Histochemie
- Elektronenmikroskopie
- 3D Rekonstruktion
Methoden
- Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)
- Rasterelektronenmikroskopie (REM)
- konfokale Laserscanmikroskopie (CLSM)
- Histologie
- 3D Rekonstruktion
Sonstige Interessen
- Entwicklung von Software für die Bildbearbeitung und 3D Rekonstruktion
- Entwicklung eines automatischen Kontrastierers für Ultradünnschnitte in Zusammenarbeit mit Alexander Gruhl
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