Lehrstuhl für Allgemeine Zoologie und Neurobiologie

PROF. DR. DIETRICH K. HOFMANN - Forschungsaktivitäten


      Die hauptsächlichen wissenschaftlichen Interessen gelten der vergleichenden und experimentellen Entwicklungsbiologie bei Invertebraten und Vertebraten mit einem Schwerpunkt bei marinen Cnidaria, Annelida, Echinodermata und Urochordata.
      Ein Teilprojekt bildet die Mitarbeit an der Erstellung eines Kompendiums für experimentelle Studien zur Fortpflanzung und Entwicklung mariner Invertebraten im Labor: Arbeitstitel: „The Helgoland Manual of Developmental Studies at NW-European Marine Stations“ mit Verantwortung für das Kapitel „Tunicata: Ascidia“ und einem Beitrag zum Kapitel „Spiralia“ über „Regeneration in Polychaetes“. Die Mitautoren sind am Alfred-Wegener-Institut sowie an den Universitäten Giessen, Köln, Mainz und Pullman (USA) tätig.
      In einem grösseren Autorenverbund unter der Leitung von W.K. Fitt (Univ. of Georgia) und D. Yellowlees (James Cook Univ.) entstehen Review-Artikel für ein Sammelheft über „Coral Reef Biology“. Gemeinsam mit D. F. Gleason (Georgia Southern Univ.) habe ich die Erarbeitung des Kapitels: „Coral larvae-from gametes to recruits“ übernommen. Diese zusammenfassende Arbeit steht in direkten Zusammenhang mit Untersuchungen zur Kontrolle des metagenetischen Entwicklungszyklus der tropischen Quallengattung Cassiopea, die nicht organismusautonom erfolgt, sondern durch exogene Faktoren gesteuert wird. Die Medusengeneration wird nur gebildet, wenn die Polypen über endosymbiontische Dinoflagellaten verfügen, die sog. Zooxanthellen. Die Polyp-Metamorphose andererseits wird durch Oligopeptide induziert, die durch mikrobiellen Abbau biogener Substrate freigesetzt werden, z.B. aus Kollagen durch Vibrio alginolyticus. Im Mittelpunkt des Interesses steht die Identifizierung von Induktoren und die Analyse der Wirkungsmechanismen.
      Vergleichende Arbeiten zur Entwicklungsbiologie und die Betreuung gemeinsamer Projekte in Forschung und Lehre sind seit langem mit dem Lehrstuhl für Anatomie & Molekulare Embryologie der RUB durchgeführt worden. Dank der Initiative von B. Brand-Saberi konnten neue Vorhaben, z.B. im Bereich „Developmental Stem Cell Biology“, begründet werden.
      Aus der Sicht des Bauingenieurs und Biomechanikers stellen die extrem flachen Calzit-„Gehäuse“ von Echinodermen der Gruppe Clypeasteroidea, umgangssprachlich als Sanddollars bekannt, interessante Fragen hinsichtlich der Stabilisierungsmechanik zwischen den oralen und aboralen Skelettschalen. Eine Untersuchung der zoologisch-entwicklungsbiologischen Basis nebst mikro-computertomographischen Aufnahmen der Skelette soll den mathematischen Modellierungsarbeiten von U. Witzel und Kollegen, Fakultät f. Bauingenieurwesen der RUB, in einer Gemeinschaftsarbeit an die Seite gestellt werden.
      Das Phaenomen der Biolumineszenz, also der Erzeugung von sichtbarem Licht durch lebende Organismen, ist Binnenlandbewohnern durch die über einen kurzen Zeitraum in Sommernächten auftretenden Glühwürmchen (genauer: Leuchtkäfern der Familie Lampyridae) vertraut. An den Meeresküsten kennt man das Meeresleuchten, das z.B. von in grossen Individuendichten auftretenden Einzellern (Noctiluca miliaris) herrührt. Das Leuchtverhalten hat erhebliche verhaltensbiologische Bedeutung innerartlich, zwischen verschiedenen Arten und in Räuber-Beute-Beziehungen und ist hinsichtlich seiner Steuerung neurobiologisch nur an wenigen Spezies genauer untersucht. Vorkommen in extremen Biota (z.B. Tiefsee, tropischer Regenwald), lange Entwicklungszyklen und zuweilen nur kurzzeitiges Auftreten in bestimmten Lebensphasen sind besondere Herausforderungen für Versuchsvorhaben an einem mitteleuropäischen Forschungslabor. Eine von S. Herlitze an diesem Lehrstuhl initierte Literatur- und Machbarkeitsstudie dient der Erarbeitung der Grundlagen für künftige Biolumineszenz-Projekte.