Vom Land ans Meer: die evolutionäre Besiedelung der Gezeiten

Hornmilben sind vorwiegend landbewohnende Arten und die Mehrheit lebt im Boden, der Laubstreu, den Bäume und Baumkronen. Die Überfamilie der Ameronothroidea jedoch hat es geschafft Küstenzonen weltweit erfolgreich zu besiedeln, wobei einzelne Mitglieder dieser Gruppe nur auf bestimmte Klimazonen der Erde beschränkt sind. Obwohl diese Tiere in dieser extremen Umwelt leben und täglich der Flut ausgesetzt sind, atmen sie noch immer Luft und sehen auf den ersten Blick wie typische Landbewohner aus. Warum, wie und wann diese Milben die marine Gezeitenzone evolutionär besiedelt haben ist unklar, aber aufgrund ihres meergebundenen Lebensstiles nahm man an, dass alle Familien dieser Gruppe von einem Vorfahren abstammen und deshalb fasste man sie in der Überfamilie der Ameronothroidea zusammen. Manche Autoren glauben, dass Eiszeiten und Vergletscherungen die Milben an die Küsten getrieben haben, andere wiederum glauben dass eine erhöhte Konkurrenz Grund für eine Abwanderung war. Wie auch immer, bei Wirbeltieren scheinen Massensterben und umfassende Veränderungen von Umweltbedingungen den Wechsel von einem Lebensraum in einen anderen verursacht zu haben und dasselbe könnte auf die Milben zutreffen. Basierend auf dem bisherigen Wissen über Anatomie und die Biogeographie dieser Milben werden folgende Hypothesen vorgeschlagen: (I) der Land-Meer Übergang fand unabhängig voneinander in unterschiedlichen Klimazonen statt und (II) die polaren Gezeitenmilben stammen von terrestrischen Vorfahren ab, die die Küstenlinien nach und nach direkt besiedelt haben, während die tropischen Vertreter von aquatischen Gruppen abstammen, die über Brackwasserlebensräume, wie z.B. Flussmündungen, in die Gezeitenzone abgewandert sind Ziel dieses Gemeinschaftsprojektes ist es die Evolution dieser Tiergruppe zu rekonstruieren und zu zeigen wie die Küsten besiedelt wurden, wann dies stattfand und was diesen Lebenswandel verursacht hat. Zusätzlich werden morphologische und ökologische Anpassungen und mögliche Voranpassungen für ein Leben in der Gezeitenzone, wie z. B. Plastronstrukturen die eine Atmung unter Wasser erlauben, im Detail untersucht. Österreichische Forscher werden die evolutionäre Geschichte dieser Gruppe mit anatomischen und molekulargenetischen Daten rekonstruieren, während japanische Wissenschaftler umfassende ökologische und biogeographische Untersuchungen sowie Laborexperimente durchführen werden, um ursprüngliche Eigenschaften und Anpassungen an den Lebensraum Meeresküste herauszufinden. Tobias Pfingstl, ein Spezialist für die Biologie und die Systematik dieser Gezeitenmilben, wird das Projekt in Österreich leiten und Satoshi Shimano, ein Experte für mikrobielle Ökologie und angewandte Bodenzoologie, wird die Forschungsarbeit in Japan betreuen. Die Kombination der Resultate beider Seiten soll die oben genannten Fragen eindeutig beantworten und einen umfassenden Einblick in die Evolution dieser Tiere geben.

In diesem Gemeinschaftsprojekt zwischen Österreich und Japan wurden die Biogeographie und die evolutionäre Geschichte von an japanischen Küsten lebender Milben untersucht. Es konnten insgesamt fünf neue Arten beschrieben werden, wobei eine der Arten sogar über die soziale Medienplattform Twitter entdeckt wurde. Aufgrund seiner ungewöhnlichen Entdeckungsgeschichte wurde diese Art, die Twittermilbe, auch zu den top-zehn interessantesten neu entdeckten marinen Arten von 2021 gewählt. Diese Funde tragen zur Biodiversitätsforschung bei und zeigen wieviele Arten selbst in unserer modernen Zeit vermutlich noch unentdeckt sind. Die vorgefundenen Verwandschaftsgruppen zeigen darüberhinaus ein klares klimabedingtes Verbreitungsmuster. Die eine Gruppe, auch Ameronothridae genannt, kommt eher im kälteren Norden der japanischen Inseln vor, wo eine durchschnittliche Jahrestemperatur von 17C nicht überschritten wird. Zwei andere Gruppen, die Fortuyniidae und Selenoribatidae hingegen, kommen nur in Regionen vor wo dieses Jahresmittel von 17C überschritten wird, also eher auf den subtropischen südlichen Inseln Japans. Durch genetische Untersuchungen konnte auch gezeigt werden, dass die Milbenpopulationen, die heute auf verschiedenen Inseln vorkommen und getrennt sind, sich aufgrund des stark gesunkenen Wasserspiegels während der letzten großen Eiszeit (vor ca. 22000 Jahren) großflächig zwischen den Inseln ausbreiten und vermischen konnten. Klimatische Veränderungen haben also einen direkten und nachweisbaren Einfluss auf die Verbreitung dieser Tiere und somit eignen sich diese Organismen auch gut die Folgen des globalen Klimawandels zu beobachten und sogar vorherzusagen. Im Verlauf dieses Projektes wurden auch die Krallen dieser Tiere untersucht und es konnte gezeigt werden, dass die Krallenform stark mit dem Lebensraum der Tiere zusammenhängt. Die Tiere sind tagtäglich den Gezeiten und der Brandung ausgesetzt und, um nicht fortgeschwemmt zu werden, haben sie spezielle Krallenformen entwickelt. Zum Beispiel haben Arten die auf felsigen Küsten leben kräftigere und stärker gebogene Krallen, während Arten die auf weicherem Untergrund leben, also etwa in Mangrovenwäldern, eher schwächere und weniger gebogene Krallen besitzen. Dieser einfache Zusammenhang zwischen Krallenform und Untergrund bzw. Lebensraum könnte in der Zukunft auch in der Technik Anwendung finden, zum Beispiel beim Bau von mehrbeinigen Robotern oder Drohnen die sich in unwirtlichem Gelände fortbewegen müssen. Die Vielfalt dieser kleinen an den Küsten lebender Milben ist also noch weitgehend unbekannt und läuft Gefahr noch auszusterben bevor sie jemals entdeckt wurde. Dabei könnten diese unscheinbaren Tiere sehr wertvoll für uns Menschen sein, denn sie eignen sich als gute Anzeiger für klimatische Veränderungen und einige ihrer anatomischen Eigenschaften könnten auch im Bereich der Bionik noch genutzt werden.