Zoologie

Extreme Miniaturisierung bei Zwergchamäleons

Die Erforschung biologischer Strukturen ist für das Verständnis ihrer Funktionen von entscheidender Bedeutung. Wie in vielen anderen wissenschaftlichen Disziplinen werden dabei immer mehr computergestützte 3D-Methoden eingesetzt. Dies betrifft sowohl die Erstellung als auch die Bearbeitung der Daten zur Analyse und Visualisierung. Eine Möglichkeit zur Datengenerierung ist die Röntgentomographie mit einem „Mikro-CT“-Gerät, wie es für die Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns kürzlich an der Zoologischen Staatssammlung München in Betrieb genommen worden ist. Dabei werden – wie auch in der medizinischen Diagnostik – in regelmäßigen Winkelabständen aufgenommene Röntgenprojektionen zu einem 3D-Datensatz verrechnet. Dadurch können Gewebe und Strukturen mit hoher Röntgenabsorption sehr genau dargestellt werden. Eine typische Anwendung für diese Technik ist daher z. B. die Darstellung von Wirbeltierskeletten.

Reptilien, Vögel und Säugetiere bilden die Gruppe der höheren Wirbeltiere (Amniota) und zeichnen sich durch einen gemeinsamen Grundbauplan aus. Das Größenspektrum in dieser Gruppe ist enorm und reicht von riesigen, knapp 30 Meter langen Walen und Dinosauriern über uns Menschen bis hin zum madagassischen Zwergchamäleon Brookesia micra, das mit maximal 29 mm von der Schnauze bis zur Schwanzspitze zu den kleinsten Amnioten gehört. Vergleichende Untersuchungen zur Anatomie der Zwergchamäleons sollen unter anderem helfen, die funktionsmorphologischen Grenzen der Miniaturisierung von höheren Wirbeltieren auszuloten und besondere Anpassungen aufzudecken. Auffällig bei den Zwergchamäleons sind zum Beispiel die im Verhältnis zum Kopf übermäßig großen Augen - ein Indiz, dass dieses hochentwickelte Organ ohne Funktionsverlust nicht weiter verkleinert werden kann.

Für die Auswertung solcher Ergebnisse ist die Art der Wiedergabe zum Verständnis der Strukturen von großer Bedeutung. Interaktives Echtzeitrendering im Zusammenhang mit Virtual Reality, wie es am Leibniz-Rechenzentrum genutzt werden kann, führt zu schnellem Erfassen des Skelettbaues. Das Verständnis mancher räumlicher Zusammenhänge wird im Vergleich zu anderen Visualisierungen entscheidend verbessert.

Kontakt

Dr. Bernhard Ruthensteiner
Benedikt Geier
Dr. Frank Glaw
Zoologische Staatssammlung München
Münchhausenstraße 21
81247 München
http://www.zsm.mwn.de