Monographie der Urostyliden (Ciliophora, Hypotrichia)

Forschungsprojekt P 14778 Monographie der Urostyliden (Ciliophora, Hypotrichia) Helmut BERGER 27.11.2000 Von Helmut Berger, Technisches Büro für Ökologie, Salzburg, Austria. Taxonomische Revisionen und monographische Bearbeitungen sind für Nicht-Taxonomen meist die wesentlichste Informationsquelle über eine Organismengruppe. Aber auch der Spezialist ist über jede detaillierte Zusammenstellung froh, da dadurch oft viele zeitraubende Recherchen, z. B. bezüglich Nomenklatur, Taxonomie oder Ökologie vermieden werden können. Außerdem wird damit die Diversität einer Großgruppe ausführlich dokumentiert. Die Urostyliden sind eine artenreiche, in fast allen terrestrischen, limnischen und marinen Habitaten weit verbreitete Gruppe hypotricher Ciliaten (Wimpertiere). Das charakteristische Merkmal der Urostyliden sind die sogenannten Midventralcirren, das sind zickzackförmig angeordnete Cirren (= verklebte Wimpernbüschel) in der Längsachse der Bauchseite. Seit 1758, dem Beginn der zoologischen Nomenklatur, wurden etwa 35 urostylide Gattungen mit: zirka 250 Arten beschrieben. Nimmt man an, dass 30-50 % davon unbestimmbare Arten, Synonyme oder Arten sind die in andere Großgruppen gehören, kann man derzeit von einem Bestand von etwa 125 bis 175 validen (gültigen) Arten ausgehen. Die letzte umfassende Revision der hypotrichen Ciliaten, und damit auch der Urostyliden, stammt von Kahl (1932), einen Bestimmungsschlüssel der Urostyliden haben Borror und Wicklow (1983) erstellt. Die geplante Monographie der Urostyliden wird den selben Aufbau haben wie die vom Antragsteller bereits veröffentlichte Monographie der Oxytrichiden (Berger 1999). Eine Kopie dieses fast 1100 Seiten starken und ohne finanzielle Unterstützung geschriebenen Werkes liegt dem Antrag als Muster bei Das Urostyliden-Buch wird beim Backhuys Verlag (Niederlande) erscheinen. Hier eine kurze Übersicht der Gliederung des Buches: (A) Allgemeiner Teil - Morphologie, Biologie, Terminologie; Phylogenie; Klassifikation; Parasitismus; Ökologie, Vorkommen, geographische Verbreitung; Methoden; nomenklatorische Zusammenfassung; (B) Systematischer Teil - Charakterisierungen der Großgruppen und Gattungen sowie Schlüssel; die einzelnen Artbeschreibungen gliedern sich wie folgt: Name der Art sowie Autor und Jahr; detaillierte Liste der Synonyme; Nomenklatur und Taxonomie; Morphologie und Biologie; Morphogenese (soweit Daten vorhanden); Vorkommen und Ökologie; morphometrische Daten; sämtliche Abbildungen (die Beschreibungen werden, soweit möglich, durch eigene Daten und Abbildungen ergänzt); (C) Literatur (etwa 2000 Zitate); Index. Das Projekt ist über drei Jahre geplant und umfasst folgende Punkte: (i) Kritische Bestandsaufnahme und "monographische Verarbeitung" der seit 1758 verfügbaren Daten. Die Daten über Urostyliden sind in mehr als 2000 Einzelarbeiten verstreut. Dieser Teil des Projektes wird etwa 50 % der Zeit beanspruchen. (ii) Morphologische Untersuchungen von Arten, besonders aus den sehr umfangreichen Gattungen Holosticha und Uroleptus (Lebenduntersuchung, Darstellung des Cirrenmusters mit einer Versilberungsmethode, morphometrische Untersuchung). Zeitaufwand etwa 20 % (iii) Morphogenetische Untersuchungen. Die Kenntnis des genauen Teilungsverlaufes liefert bei den hypotrichen Ciliaten oft viele Hinweise auf die verwandtschaftlichen Beziehungen (Berger und Foissner 1997). Zeitaufwand etwa 20 %. (iv) Phylogenetische Analyse nach der traditionellen Methode von Hennig und mit Computerprogrammen. Zeitaufwand etwa 5 %. (v) Molekularbiologische Untersuchung einiger Schlüsselarten (überwiegend Typusarten) in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Univ.-Prof. Dr. Martin Schlegel, Universität Leipzig. Molekularbiologische Untersuchungen lieferten bei den Oxytrichiden sehr wertvolle Hinweise zu den verwandtschaftlichen Beziehungen. Zeitaufwand für die lsolierung und Kultivierung etwa 5 %. Die Erfahrung zeigt, dass man für eine gründliche Revision einer Ciliatenart etwa 5,5 Druckseiten benötigt. Die geplante Monographie der Urostyliden wird daher einen Umfang von 700 bis 1000 Druckseiten haben. Der Antragsteller wird, so wie bei seinen anderen sieben wissenschaftlichen Büchern., das Manuskript druckfertig (camera-ready) abliefern. Ich hoffe, mit der monographischen Bearbeitung der Hypotrichen einen Standard für die nächsten 50 bis 100 Jahre zu liefern!

Die Urostyloidea (= Urostyliden) sind eine Gruppe von Wimpertieren (= Ciliophora, Ciliata) deren Vertreter in allen Hauptbiotopen (Süßwasser, Meer, Boden) vorkommen. Ziel des Projektes war es, das bisherige Wissen über diese Organismen, ergänzt durch eigene Untersuchungen, im Rahmen einer kritischen Revision zusammenzufassen. Das Buch wird etwa 1200 Druckseiten haben und beim renommierten Backhuys Verlag (Niederlande) erscheinen. Die Einteilung der hypotrichen Ciliaten erfolgt im Wesentlichen nach der Anordnung der Zirren, das sind kompakte Bündel von Wimpern auf der Ventralseite der dorso-ventral meist stark abgeflachten Zellen. Die Urostyliden werden durch das von einigen Bauchzirren gebildete Zickzackmuster charakterisiert. Dieses Muster entsteht durch die Aneinanderreihung von Zirrenpaaren, die bei der Zellteilung aus schrägen Anlagen entstehen. In der gegenständlichen Revision werden 32 Gattungen mit insgesamt 148 Arten als gültig angesehen. Die Gruppe wird anhand des Zirrenmusters in vier Untergruppen aufgeteilt: Holostichidae, Bakuellidae, Urostylidae, Epiclintidae. Die Gattung Uroleptus ist ebenfalls durch zickzackförmig angeordnete Bauchzirren charakterisiert. Sie wurde daher stets als typischer Vertreter der Urostyliden angesehen. Molekularbiologische Untersuchungen weisen aber darauf hin, dass Uroleptus mit anderen Hypotrichen-Gruppen näher verwandt ist als mit typische Vertretern (z. B. Urostyla, Holosticha) der Urostyliden. Es wurde daher die sogenannte CEUU-Hypothese entwickelt (Foissner et al. 2004). Sie versucht, die konvergent Evolution der Urostyliden und Uroleptiden zu erklären. Der Kern dieser Hypothese ist, dass sich das Zickzackmuster der Zirren mehrfach unabhängig voneinander entwickelt hat, und zwar durch Einfügen von zusätzlichen Anlagen zwischen die sechs im Grundmuster der Hypotrichen vorhandenen Anlagen. Durch diese Hypothese lassen sich auch andere sehr ähnliche Zirrenmuster erklären, z. B. jene der Oxytrichiden Pattersoniella oder Territricha. Neben den molekularbiologischen Hinweisen gibt es aber auch ein gutes morphologisches Merkmal, dass die CEUU-Hypothese unterstützt (Berger 2005). Die Revision soll nicht nur Ciliatologen als Referenzwerk dienen, sondern auch Limnologen sowie Boden- und Meeresbiologen als "Feldführer" bei der täglichen Bestimmungsarbeit unterstützen.