FWF-Projekt P18486 "Chemosystematik bei Hornmilben (Oribatida)"

PI: Günther Raspotnig

Das System der Hornmilben (Oribatida), einer mittlerweile 10000 beschriebene Arten umfassenden Unterordnung der Milben (Acari), ist künstlich und bedarf einer grundlegenden Überarbeitung. Bisherige Klassifikationen von Hornmilben beruhen ausschließlich auf morphologischen Daten. Eines der wesentlichsten phylogenetischen Merkmale sind dabei die sogenannten „Öldrüsen“ (syn. opisthonotal glands, glandulae lateroabdominales): Das Vorhandensein von Öldrüsen teilt die Hornmilben in die primitiven öldrüsenlosen Palaeosomata und Enarthronota und in die wesentlich größere, monophyletische Gruppe der glandulaten (also öldrüsentragenden) Hornmilben, zu denen die Parhyposomata, die Mixonomata, die Desmonomata, die Brachypylida, aber auch die astigmaten Milben gehören. Astigmate Milben, traditionell als eigene Unterordnung der Milben betrachtet, besitzen (als Synapomorphie) ebenfalls Öldrüsen, dürften von einer öldrüsentragenden Hornmilbengruppe abstammen und bilden damit nichts anderes als eine weitere Hornmilbengruppe.

Obwohl das Vorhandensein von Öldrüsen innerhalb der glandulaten Gruppen zu einem symplesiomorphen Merkmal degradiert ist, läßt sich über die Sekretchemie eine neue Merkmalsebene erschließen. Tatsächlich sind Öldrüsensekretprofile artspezifisch zusammengesetzt und für phylogenetische Untersuchungen sowohl höherer und niederer Taxa geeignet; zur Zeit läßt sich folgendes Bild zeichnen:

Kohlenwasserstoffe scheinen die plesiomorphe Grundausstattung von Öldrüsensekreten zu bilden; sie sind in allen bisher chemisch untersuchten Hornmilbensekreten, auch in denen der basalen glandulaten Hornmilben (z.B. Parhyposomata), ebenso wie bei astigmaten Milben vorhanden. Dagegen scheint ein Set aus Terpenen und Aromaten (die sogenannten „astigmatid compounds“) erst innerhalb der mixonomaten Hornmilben entstanden zu sein; dieses Set fehlt bei den Parhyposomata und basalen Mixonomata, dürfte aber von den Mixonomata aufwärts alle weiteren Gruppen als Monophylum charakterisieren. Auch die astigmaten Milben würden damit von „astigmatid-compounds“-tragenden Hornmilben abstammen.

Ausgehend von diesen vielversprechenden Ansatzpunkten, soll mit dem vorliegenden Projekt erstmals Chemosystematik mit Öldrüsensekretprofilen von Hornmilben auf breiter Basis betrieben werden. Dabei ist ein umfangreiches chemisches „Screening“ von in Österreich vorkommenden Hornmilbenarten mit repräsentativen Vertretern aus 30 Hornmilbenüberfamilien (also das gesamte Spektrum der Hornmilben abdeckend) geplant. Diese chemische Datenbank soll dann die Grundlage zur Überarbeitung des Hornmilbensystems unter phylogenetischen Aspekten liefern: Chemisch einheitliche Gruppen sollen gesucht werden, die traditionellen Gruppen auf ihre chemische Homogenität überprüft und chemische Synapomorphien für eventuelle Neugruppierungen evaluiert werden. Die chemischen Merkmale sollen schließlich (unter Einbeziehung der schon bekannten morphologischen Merkmalskomplexe) ein phylogenetisch begründetes System der Hornmilben liefern. Insbesondere Fragen, die durch Morphologie-gestützte Analysen bisher nicht zu klären waren (z.B. Verwandtschaftsbeziehungen der Hornmilbenkohorten untereinander, Paraphylie der Mixonomata und Desmonomata, evolutiver Ursprung der  astigmaten Milben und der höheren Hornmilben) sollen auf der Basis dieses neuen (chemischen) Merkmalskomplexes beantwortet werden.

Publikationen aus dem Projekt (chronologisch geordnet)

• (19) Koller, L.M., Wirth, S. & Raspotnig, G. (2012): Geranial-rich oil gland secretions: a common phenomenon in the Histiostomatidae (Acari, Astigmata)? International Journal of Acarology 38: 420-426.

• (18) Heethoff, M. & Raspotnig, G. (2012): Investigating chemical communication in oribatid and astigmatid mites – pitfalls and suggestions. Soil Organisms 84: 409-421.

• (17) Heethoff, M. & Raspotnig, G. (2012): Triggering chemical defense in an oribatid mite using artificial stimuli.  Experimental and Applied Acarology 56: 287-295.

• (16) Heethoff, M. & Raspotnig, G. (2011): Expanding the “enemy-free space” for oribatid mites: evidence for chemical defense of juvenile Archegozetes longisetosus against the rove beetle Stenus juno. Experimental and Applied Acarology 56: 93-97.

• (15) Heethoff, M., Koerner, L., Norton, R.A. & Raspotnig, G. (2011): Tasty but protected – First evidence of chemical defense in oribatid mites. Journal of Chemical Ecology 37: 1037-1043

• (14) Heethoff, M. & Raspotnig, G. (2011): Is 7-hydroxyphthalide a natural compound of oil gland secretions? – Evidence from Archegozetes longisetosus (Acari, Oribatida). Acarologia 51: 229-236

• (13) Raspotnig, G., Leutgeb, V., Krisper, G. & Leis, H.J. (2011): Discrimination of Oribotritia-species by oil gland chemistry (Acari, Oribatida). Experimental and Applied Acarology 54: 211-224.

• (12) Heethoff, M., Laumann, M., Weigmann, G. & Raspotnig, G. (2011): Integrative taxonomy: Combining morphological, molecular and chemical data for delineation of the parthenogenetic Trhypochthonius tectorum complex (Acari, Oribatioda, Trhypochthoniidae). Frontiers in Zoology 8: 2.

• (11) Raspotnig, G. & Matischek, T. (2011): Anti-wetting strategies of soil-dwelling Oribatida. Acta Societatis Zoologicae Bohemicae 74: 91-96

• (10) A’Bear, A.D., Boddy, L., Raspotnig, G. & Jones, T.J. (2010): Non-grazing effects of oribatid mites on cord-forming basidiomycetes in soil microsoms. Ecological Entomology 35: 477-484.

• (9) Raspotnig, G. (2010): Oil gland secretions in Oribatida (Acari). Sabelis, M.W. & Bruin, J. (eds.): Trends in Acarology, pp. 235-239, Amsterdam.

• (8) Raspotnig, G., Stabentheiner, E., Föttinger, P., Schaider, M., Krisper, G., Rechberger, G. & Leis, H.J. (2009): Opisthonotal glands in the Camisiidae (Acari, Oribatida): Evidence for a regressive evolutionary trend. Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research 47: 77-87.

• (7) Raspotnig, G. & Leis, H.J. (2009): Wearing a raincoat: exocrine secretions contain anti-wetting agents in the oribatid mite, Liacarus subterraneus (Acari: Oribatida). Experimental and Applied Acarology 47: 179-190.

• (6) Raspotnig, G., Krisper, G., Fauler, G. & Leis, H.J. (2008): Distinctive cuticular hydrocarbon profiles in oribatid mites. Annales Zoologici 58 (2): 445-452.

• (5) Raspotnig, G., Kaiser, R., Stabentheiner, E. & Leis, H.J. (2008): Chrysomelidial in the opisthonotal gland secretion of the oribatid mite, Oribotritia berlesei. Journal of Chemical Ecology 34: 1081-1088.

• (4) Raspotnig, G. & Föttinger, P. (2008): Analysis of individual oil gland secretion profiles in oribatid mites (Acari: Oribatida). International Journal of Acarology 34 (4): 409-417.

• (3) Raspotnig, G., Schuster, R. & Krisper, G. (2007): A complex system for chemical communication in an oribatid mite (Acari, Oribatida). in Acarology XI: Proceedings of the 11th International Congress of Acarology, Merida, Yucatan, Mexico, pp. 185-191.

• (2) Raspotnig, G. (2006): Characterisation of monophyletic oribatid groups by oil gland chemistry – a novel systematic approach in Oribatida (Acari). Abhandlungen und Berichte des Naturkundemuseums Görlitz 78: 31-47.

• (1) Raspotnig, G. (2006): Chemical alarm and defence in the oribatid mite Collohmannia gigantea (Acari: Oribatida). Experimental and Applied Acarology 39: 177-194.