Die Evolution der Bienenkäfer

Käfer aus der Gattung der Bienenkäfer (Coleoptera: Cleridae: Trichodes) kommen in Afrika, Asien, Europa und Nordamerika vor. Sie haben farbenfrohe Deckflügel und sind so leicht zu erkennen. Die meist rot-schwarze Zeichnung soll vermutlich Fressfeinde abwehren und stellt möglicherweise einen typischen Fall von Mimikry dar, genauer, der Vortäuschung von Giftigkeit. Die Vermutung kam auf, weil Arten aus der Gattung der Ölkäfer (Meloidae), die wegen ihrem Cantharidingehalt im Gegensatz zu den Bienenkäfern tatsächlich giftig ist, täuschend ähnlich aussehen. Das wurde aber nie bewiesen und soll in diesem Projekt aufgeklärt werden. Dazu werden die evolutionären Abstammungslinien der Bienenkäferarten rekonstruiert und mit Fossilien zeitlich datiert. Wenn sich die Entstehungszeiten ähnlicher Deckflügelmuster beider Gattungen gleichen, gibt das einen guten Hinweis auf eine Co-Evolution. Um auch die nötige räumliche Nähe herzuleiten, werden auf der Basis der Verbreitung heutiger Arten die Verbreitungen der Vorfahren beider Gattungen rekonstruiert. Das ermöglicht außerdem die Festigung biogeographischer Theorien. So werden neue Erkenntnisse erwartet, warum der Nahe Osten so reich an Arten der Bienenkäfer ist. Dass kann einerseits der Fall sein, weil die Gattung dort entstanden ist und viele Arten dort überdauert haben, oder weil Arten der Afrikanischen, Asiatischen und Europäischen Kontinente dort aufeinandertreffen. Die Erkenntnisse können mit denen anderer Artengruppen abgeglichen werden und so die Formulierung genereller Aussagen voranbringen. Um diese Ziele zu erreichen, kommen modernste Methoden zum Einsatz. Da das Sammeln von Proben politisch immer schwieriger wird, wird DNA von Tieren aus Museumssammlungen extrahiert, was bisher noch immer Herausforderungen birgt. Auch die Messung der Flügeldeckenmuster wird durch die Verwendung von 3D-Modellen genauer sein als bisher üblich. Zusammenfassend zielt das Projekt darauf ab, die Evolution der Bienenkäfer umfassend zu beleuchten und dabei die vielversprechende Nutzung historischer DNA und neue morphometrische Methoden voranzutreiben.

Schätze aus dem Museum: Was alte Käfer uns heute verraten Naturkundliche Sammlungen sind Zeitkapseln der Biodiversität. Jedes Exemplar bewahrt Informationen darüber, wo und wann eine Art vorkam und wie sie aussah. Unser Projekt hat zum Wissen beigetragen, wie man dieses Wissen mit moderner DNA-Analyse nutzbar macht und was wir dadurch über die Evolution der Bienenkäfer (Gattung Trichodes) lernen können. Ein wichtiges Ergebnis war, dass wir nun besser verstehen, wie DNA in Museumsexemplaren zerfällt. Mit vielen Proben aus Sammlungen konnten wir messen, wie stark DNA mit der Zeit in kleine Bruchstücke zerfällt und chemisch verändert wird. Wir identifizierten Faktoren, die diesen Prozess beeinflussen (Alter, Konservierungsmethoden), und leiteten daraus praktische Empfehlungen ab. Zum Beispiel welche Proben besonders geeignet sind, wie man sie im Labor behandelt und wie man die Daten verlässlich auswertet. Zweitens haben wir Vorgehensweisen erarbeitet, um mit lückenhaften DNA-Daten umzugehen, wie sie bei historischen Insekten üblich sind. Unsere Ansätze erlauben es, trotz Datenlücken verlässliche Stammbäume zu berechnen und Fehler zu vermeiden. Das hilft nicht nur bei den untersuchten Käfern, sondern grundsätzlich bei der Nutzung von Sammlungsbeständen für genetische Studien. Drittens zeigen unsere Ergebnisse, warum naturkundliche Sammlungen heute unverzichtbar sind: Sie enthalten sehr, sehr viele Informationen über die Biodiversität der Vergangenheit und schließen wichtige Lücken, wenn Arten selten, geschützt, schwer auffindbar oder in Regionen beheimatet sind, die heute kaum zugänglich sind. So ergänzen Museumsproben die moderne Feldforschung. Für die Bienenkäfer liefern unsere Daten ein klareres Bild ihrer Verwandtschaftsverhältnisse und der Abfolge ihrer Vielfalt im Laufe der Zeit. Diese Grundlage ist wichtig, um zu verstehen, warum Bienenkäfer so auffällig bunt sind. Unsere Ergebnisse stützen die Idee, dass Nachahmung (Mimikry) und Warnfärbung (Aposematismus) eine zentrale Rolle spielten: Die auffälligen Farben können Räuber abschrecken oder die Ähnlichkeit zu wehrhaften Arten betonen. Museen sind damit nicht nur Ausstellungsorte, sondern Forschungslabore für das Leben auf der Erde in der Vergangenheit und heute. Die Erkenntnisse werden in mehreren Fachartikeln veröffentlicht werden. Sie behandeln die Qualität und Auswertung von DNA aus historischen Proben sowie neue Einsichten in die Evolution und Farbentwicklung der Bienenkäfer.